+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Устройство и принцип работы термоголовки для радиаторов

В осенне-зимний период внутренний температурный комфорт жилых помещений играет важную роль в нашей повседневной жизни. А постоянно растущие цены на энергоносители заставляют нас задуматься об энергосберегающем управлении систем отопления.  Для получения оптимального уровня комфорта в помещениях и уменьшения расходов на оплату энергоносителей применяется такой элемент терморегулирования, как термоголовки для радиаторов.

Раньше, при увеличении температуры в квартире или доме в зимний период, приходилось открывать окна для проветривания помещений. Таким образом температуру в помещениях восстанавливали до комфортного уровня. Сегодня из-за постоянного увеличения цен на энергоносители, затраты на обогрев помещений очень высоки, и тарифы за отопление только растут. Для того чтобы их минимизировать, есть необходимость теплоноситель расходовать целесообразно.

Для регулирования температуры на радиаторы устанавливают такие элементы, как термостатический клапан с термоголовкой, которые в автоматическом режиме без дополнительной энергии управляют количеством теплоносителя, поступающего в радиатор, поддерживая нобходимую комфортную температуру в комнатах.

Далее в нашей статье пойдет речь об этих термостатических элементах.

Термостатический клапан для радиатора отопления.

Устройство термоголовки.

Принцип работы термостатической головки.

Виды термоголовок.

ТОР 10 термоголовок.

Термостатический клапан для радиатора отопления

Жидкость, которая циркулирует в системе отопления, имеет название теплоноситель. Теплоноситель передает определенное количества тепла от котла к радиаторам отопления, которые непосредственно отдают тепло в помещение.  При этом чем меньше через радиатор пройдет теплоносителя, тем теплоотдача его будет меньше. Именно на этом простом принципе построена работа терморегуляторов. Этот принцип называется количественным регулированием теплоносителя для поддержания оптимальной комнатной температуры.

Принцип работы термостатического клапана выглядит следующим образом.

 

Непосредственно внутри корпуса (9) термостатического клапана расположено седло (8) клапанной части. Проход теплоносителя через клапан ограничивает непосредственно вентильная головка (шток) с золотником (7). Золотник связан со штоком (вентильной головкой), в результате обеспечивается поступательное движение клапанной части. В корпусе предусмотрена возвратная пружина (6), которая всегда возвращает регулирующий клапан в максимально открытое положение, если на него нет управляющего воздействия. Выше по оси штока расположен нажимной штифт или дроссель (5), который выходит выше корпуса клапана. Непосредственно через штифт передается управляющее усилие от термоголовки на регулирующий шток.

В результате хода штока изменяется пропускная способность клапана, и соответственно уменьшается или увеличивается количество теплоносителя, поступающего в радиатор.

Устройство термоголовки

Устройство термостатической головки довольно простое. Термостатический регулятор имеет корпус (1), обычно выполненный из специального пластика, реже применяется латунь. Внутри в верхней части корпуса расположен специальный сильфон (2) с наполнителем, который реагирует на изменения комнатной температуры.  Следующим расположен шток (3) с толкателем (4), которые непосредственно воздействуют на штифт термостатического клапана, возвратная пружина (5) и элемент присоединения (6), позволяющий произвести прочную фиксацию термоголовки непосредственно на термостатическом клапане.

В основном в качестве наполнителя используют производные ацетона или толуола, эти наполнители применяют при производстве жидкостных термоголовок.  Некоторые производители, например, Danfoss использует газоконденсатный заполнитель для газоконденсатных термоголовок.

Технология производства газоконденсаных термоголовок несколько дороже, но по времени срабатывания такие термоголовки значительно быстрее и погрешность регулирования меньше. Время срабатывания жидкостных термоголовок 17-25 минут, газоконденстатных 8-10 минут.

Принцип работы термоголовки

Принцип работы термоголовки состоит в следующем: нагретый комнатный воздух оказывает воздействие на сильфонный наполнитель, который находится в замкнутом пространстве.

В результате расширения наполнителя, сам сильфон увеличивается в объеме, и непосредственно через шток с толкателем начинает воздействие на штифт термостатического клапана. Внутри клапана шток с золотником перемещается вниз, пропускная способность прохода уменьшается, и тем самым ограничивается количество теплоносителя, которое поступает в радиатор.

При уменьшении температуры воздуха в комнате происходит обратный процесс. Охлаждаясь, сильфон уменьшается в объеме, шток термостатического клапана под действием пружины поднимается вверх, пропускная способность увеличивается, количество теплоносителя в единицу времени проходит больше, и соответственно радиатор отдает больше тепла в помещение. Таким образом термоголовка поддерживает в автоматическом режиме заданную Вами температуру с точностью до 1°С, создавая оптимальный комфорт в помещениях.

Установка термоголовки на радиатор
Для начала термоголовка подбирается по резьбе подключения термостатического клапана (так как у разных производителей резьба подключения отличается, и чтобы получить корректную работу термоголовки необходимо правильно ее подобрать. С этим вопросом Вы можете ознакомиться в нашей статье «Как выбрать термоголовку для радиатора отопления»)

Для корректной работы термоголовки необходимо правильно ее установить. Термостатические головки, у которых датчик температуры встроен внутри, необходимо располагать горизонтально, т.е. параллельно полу. В результате такого расположения окружающий воздух будет беспрепятственно циркулировать вокруг термостата, и регулирование будет происходить корректно. Установка термоголовки в вертикальном положении не даст возможности правильному функционированию, в следствие влияния таких факторов, как тепловое воздействие от корпуса клапана, или непосредственно от поверхности труб системы отопления, которые проложены открыто вдоль стен.

Виды термоголовок

В зависимости от назначения, метода установки и свободного доступа при монтаже, термоголовки различают по нескольким видам:

Термоголовки для радиатора с встроенным температурным датчиком. Это стандартные терморегуляторы, которые очень часто устанавливаются на радиаторах отопления, потому что обычно имеется свободный доступ комнатного воздуха к корпусу термоголовки, горизонтальный монтаж таких термоголовок не затруднен, и работа термоголовки будет корректной.

Термоголовки с выносным температурным датчиком. Такие термоголовки следует применять, в случаях, когда нет технической возможности произвести горизонтальный монтаж, либо радиаторы отопления скрыты очень плотными шторами; довольно близко от термоголовки находятся какие-либо источники тепла (трубы системы отопления, солнечный свет и др.), радиатор размещен под подоконником очень большой ширины. В таких случаях целесообразно устанавливать термоголовки с выносным датчиком температуры, который крепиться обычно к стене и управление осуществляется посредством капиллярной трубки различной длины.

Электронные термоголовки. Электронные программируемые термоголовки работают так же, как и обычные механические. Отличаются они по времени срабатывания  внутри электронных термоголов находится специальный датчик, который регистрирует температуру в комнате каждую минуту, поэтому условно время срабатывания у них составляет 1 минуту) и возможностью запрограммировать по времени и дням недели необходимую температуру.

Еще одно отличие — это встроенный электродвигатель вместо сильфона с наполнителем, который перемещает шток термостатического клапана, ограничивая или увеличивая количество теплоносителя, поступающего в радиатор. Для этого необходимо электропитание. У многих производителей предусмотрены две обычных щелочных батарейки, которые поставляются в комплекте. Срок эксплуатации батареек составляет порядка двух лет, и обычно заранее появляется сигнал о необходимости замены элементов питания.

ТОР 10 термоголовок

В заключение хочется отметить, что большое количество производителей предлагают широкий ассортимент термоголовок, различных по назначению, различной формы и разнообразной цветовой гаммы. Большинство термоголовок отлично справляются с поддержанием оптимальной и комфортной комнатной температуры, при этом эффективно экономятся энергозатраты. Большинство термоголовок имеют хороший дизайн и очень оптимально дополняют интерьер в помещениях.

На нашем сайте вы можете купить термоголовки таких известных производителей, как Danfoss, Oventrop, MNG, Heimeier, Schlosser, Honeywell, Herz и др.

И в завершение, для Вашего удобства размещаем 10 самых популярных и часто запрашиваемых термоголов.

1. 2. 3. 4. 5. 

6. 7. 8. 9. 10.

Термоголовка для теплого пола — RTL и с выносным датчиком, принцип работы

Чтобы в отапливаемом помещении постоянно поддерживалась комфортная температура, в схему отопления включают термоголовки. Этот элемент выполняет функцию непрерывного мониторинга температуры теплоносителя в системе и регулирует его поток.

Термоголовка является частью функционального узла в паре с термоклапаном. Термоклапан управляется термостатом, который реагирует на изменения температуры теплоносителя или температуры окружающего воздуха. В схеме подключения он может выполнять отсекающую или смешивающую функцию.

Термоголовка

Термоголовки незаменимы для теплого пола, так как при подключении к нагревательным котлам температура воды на подаче будет слишком высокой для пола.

Устройство и принцип работы термоголовки

Конструктивно термоголовка представляет собой термодинамический механизм, в котором используется способность веществ расширяться при нагревании.

В ее корпусе расположена емкость с реагирующим на нагрев веществом, под емкостью установлен толкатель штока клапана. Принцип работы термоголовки такой:

  • В корпусе термостата расположена емкость (сильфон), заполненная жидким или твердым веществом. Стенки сильфона гофрированные, поэтому он способен растягиваться.
  • При нагревании вещество внутри сильфона расширяется, и он растягивается, оказывая давление на шток клапана. Система сбалансирована при помощи пружины.
  • При остывании сильфон возвращается в прежнее состояние и перестает давить на шток.
Схема внутреннего устройства

Термоголовки могут продаваться отдельно, но обычно они идут в комплекте с вентилем.

Важно! Лучше приобретать готовые комплекты, так как не все краны и головки подходят по шагу резьбы и по посадочному месту.

В зависимости от типа вентиля, такие комплекты могут называться угловыми, прямыми термоголовками. Выбор подходящего типа полностью зависит от конфигурации системы.

По типу наполняющего сильфон вещества термостатические головки бывают жидкостные, парафиновые и газовые.

Термостатическая головка с внешним датчиком

Жидкостные устройства инерционные, они срабатывают не так быстро, как газовые, так как требуют большего времени на нагрев и остывание. Но они более точные. Газовые приборы работают с высокой амплитудой погрешности, они более чувствительны к внешним температурным помехам (сквознякам). На термостатические головки часто наносятся мнемосхемы, обозначающие температурные зоны. Градуированная шкала для таких устройств неэффективна из-за погрешностей.

По способу управления термоголовки бывают ручные (механические) и электронные. Механические термостатические головки оборудованы поворотной ручкой с радиальной шкалой. Значение одного деления шкалы – 2-5 градусов (в зависимости от модели). Управление осуществляется поворотом ручки головки и выставлением ее на нужное деление. При этом увеличивается расстояние между деталями механизма передачи давления от сильфона на шток.

Электронная термоголовка

В электронных устройствах управление температурными параметрами осуществляется при помощи дисплея, а воздействие на шток может осуществляться электроприводом. Эти устройства дороже, но они позволяют с высокой точностью устанавливать температурный режим или программировать суточные изменения.

По способу контакта термостата с поверхностью трубы термоголовки бывают накладными и с погружным или воздушным датчиком. Контактный термостат нагревается в месте установки. По конструкции термоголовки с выносным температурным датчиком точно такие же, как и накладные, описанные выше, только сильфон термостата соединен капиллярной трубкой с внешним выносным герметично запаянным баллончиком. Он заполнен тем же газом, что и сильфон. Расширение сильфона происходит при нагревании дистанционно удаленного баллончика. В системе теплых полов применяют именно такие приборы.

Управление режимом обогрева пола

Термоголовки являются недорогим и эффективным решением для контроля над температурой теплоносителя в контуре пола. Из котла выходит теплоноситель с постоянной температурой 70-90 градусов. Получить комфортную температуру пола при помощи термостатических головок можно такими способами:

  • Осуществлять периодическую кратковременную подачу горячего теплоносителя в контур пола. Теплоноситель заполняет контур, и подача прекращается до тех пор, пока он не остынет до установленного предела.
  • Смонтировать систему, в которой подача теплоносителя будет постоянной, но с подмешиванием к подаче остывшей воды из обратки.

Система с кратковременной подачей монтируется в помещениях с небольшой площадью. Обычно это ванные или участки пола, покрытие керамикой. В систему на подаче подключается двухходовой клапан, оборудованный термоголовкой и выносным датчиком пола. После заполнения контура пол прогревается, датчик срабатывает, и клапан запирает поток теплоносителя. После остывания стяжки происходит очередное открывание клапана и заполнение системы горячей водой. Такая схема является экономичной альтернативой смесительному блоку при монтаже коротких систем подогрева. Таким способом лучше всего подключаться к обратке радиаторного отопления, так как поступление в контур пола практически кипятка не приветствуется из-за риска порчи всей конструкции.

У специалистов есть недоверие к способу порционной подпитки контура горячей водой. Логика работы схемы простая, но на практике не все так гладко. Главный аргумент – неравномерный прогрев трубы. На входе температура будет 800, а на выходе, где сработал датчик, – 300. Понятно, что такой пол не будет равномерно прогреваться. Поэтому тут необходима специальная система укладки труб, чтобы участки, находящиеся ближе к входу, укладывались рядом с трубами со стороны подачи. Это еще одно подтверждение, что такая схема не годится для больших помещений.

Клапаны с термоголовкой серии RTL, не имеющие выносного датчика, специально разработаны для тёплого пола. Они устанавливаются на обратную трубу и поддерживают постоянную температуру теплоносителя, независимо от температуры пола. В них есть возможность регулировать верхний порог температуры (обычно не выше 400). При установке таких моделей необходимо придерживаться общих правил монтажа. Головку РТЛ желательно устанавливать в горизонтальное положение. При этом нельзя устанавливать верхний порог температуры ниже, чем температура окружающего воздуха в помещении. Эта система выполняет точечные «впрыскивания», за счет чего сохраняется определенное постоянство движения теплоносителя, и нет перегрева контура.

Схема подключение с трехходовым клапаном

При втором способе необходимо установить в систему на подаче трехходовой клапан с термоголовкой и датчиком пола. От обратной трубы через тройник делается подводка к третьему выходу клапана.

Важно! При этом необходимо правильно подключить клапан, чтобы выход на подачу всегда оставался открытым.

Термоголовка устанавливается на клапан через специальную запирающую буксу. При нагревании датчика шток клапана смещается, при этом внутри корпуса открывается просвет для подмешивания остывшей воды из обратки и сужается просвет подачи. Так в систему будет постоянно поступать теплоноситель установленной температуры. За счет того, что поток воды будет непрерывным, поверхность пола будет прогреваться до комфортных 28 градусов. При этом можно не опасаться, что от слишком высокой температуры теплоносителя могут испортиться трубы или растрескаться стяжка. Без такой схемы не обойтись, если теплый пол подключен к одному смесителю с контуром радиаторов, питающимся от котла.

Кроме того, схема с подмешиванием холодной воды подходит для обогрева больших помещений и будет поддерживать постоянную температуру.

Видео по монтажу электронной термоголовки RTL от контура радиаторов на балконе:

Термоголовки позволяют смонтировать недорогие и небольшие системы теплых полов, при этом можно обойтись без дорогой коллекторной группы.

Средняя оценка оценок более 0 Поделиться ссылкой

Термоголовка с выносным датчиком для радиатора отопления

Термостатические головки для радиаторов

Конструкция, особенности использования

Термостатические головки для радиаторов конструктивно представляют собой цилиндры, в которых находится рабочее вещество, способное реагировать на изменения в температуре воздуха. В результате изменения объема вещества клапан способен перекрывать клапан, на которую устанавливается термостат. Регулировка температуры обычно колеблется в диапазоне от -6 до +30 градусов Цельсия.

Термостатические головки для радиаторов могут содержать разные рабочие вещества. Существуют термоголовки с сильфоном, наполненным специальной жидкостью наподобие ацетона или толуола. Их ассортимент довольно широк. Главным достоинством термостатических головок с жидкостным сенсором является высокий уровень точности. Кроме того, они бесшумно работают, просты и удобны в использовании. Встречаются и термоголовки, роль сенсора в которых исполняет специальный газоконденсат. Стоит отметить, что термоголовки такого типа быстрее реагируют на изменения в температуре помещения.

Термостатические головки для радиаторов, как правило, оснащены датчиками, которые могут быть встроенными и выносными. Встроенные датчики расположены непосредственно в самой термоголовке, а их выносные аналоги соединены с термоголовкой тонкой металлической трубкой.

Здесь следует обратить внимание на тот факт, что термоголовки с датчиком встроенного типа достаточно сложны в монтаже. К примеру, чтобы добиться от термоголовки со встроенным датчиком максимального эффекта, необходимо чтобы глубина радиатора достигала 16см. Ширина подоконника при этом не должна быть больше 22 см, а расстояние от него до радиатора не должно превышать 10 см. Отнюдь не всегда эти условия могут быть соблюдены, и тогда рациональнее использовать термоголовку с выносным датчиком, который может находиться на расстоянии от 2 до 8 метров от самой термоголовки.

Термостатические головки для радиаторов позволяют снизить расходы на отопление примерно на четверть. Их применение целесообразно и в частных домах, и в квартирах, и в офисных помещениях.

Термоголовка — EC

Термоголовка ECONOMY COMFORT


это инновационная система энергосбережения Вашего дома!

ECONOMY COMFORT – это инновационная система управления отоплением, позволяющая создать максимально комфортный микроклимат в Вашем доме или квартире. Система ECONOMY COMFORT состоит из различных групп компонентов, направленных на управление отоплением в доме. Основной компонент системы – интеллектуальная термоголовка для радиаторов отопления. Термоголовка беспроводная и электронная, она многофункциональна и имеет возможность программирования.

Беспроводные термоголовки для радиаторов отопления можно использовать совместно с другими беспроводными компонентами системы ECONOMY COMFORT, такими как электронный комнатный термостат, беспроводной датчик открытия окна и дистанционный пульт управления отоплением — это способствует созданию максимального комфорта в жилых и коммерческих помещениях с одновременным эффектом существенной экономии энергоресурсов.

Какая термоголовка для радиатора отопления лучше – выбор и установка

Проблема энергосбережения является актуальной во многих странах, Россия в этом плане – не исключение. В нашей стране большое количество вырабатываемых энергоресурсов тратится на отопление и вентиляцию зданий. К сожалению, этот показатель намного выше, чем во многих развитых странах, несмотря на постоянно растущую стоимость энергоносителей.

В целях экономии на батареях устанавливают терморегуляторы, с их помощью расходы на поддержание тепла в помещении сокращаются на 25%. Однако для большей эффективности необходимо правильно выбрать устройство для определенной отопительной системы и выполнить его монтаж. Кроме того стоит подробно изучить инструкцию, как правильно установить термоголовку на радиатор.

Принцип работы термоклапана

Регулировать температуру можно с помощью термоголовки для радиатора отопления.

Первые термостаты для установки на радиаторы отопления были выпущены компанией DANFOSS в середине 20-го века, а уже в конце того же столетия устройства претерпели модернизацию и стали более точными.

Устройство состоит из клапана и термоголовки, соединенных посредством специального фиксирующего механизма. Принцип работы термоголовки для радиатора отопления заключается в измерении и анализе температуры в батарее и регулировки ее с помощью клапана, который перекрывает поток теплоносителя.

Варианты регулировки радиатора отопления термоголовкой

Регулировка может быть двух видов: количественной и качественной.

Принцип первого метода заключается в изменении температуры за счет изменения количества теплоносителя, проходящего через радиатор.

Второй метод подразумевает изменение температуры воды непосредственно в системе. Для этого в котельной устанавливают смесительный узел с сифоном, заполненным термочувствительной средой. Эта среда может быть жидкостной или газонаполненной.

Вариант с жидкостной средой отличается простотой изготовления, но действует медленнее газового. Суть обоих вариантов заключается в следующем: при нагревании происходит расширение рабочей среды, что приводит к растяжению сифона. В результате специальный конус внутри него перемещается и уменьшает размер сечения клапана. Это приводит к снижению расхода теплоносителя. При охлаждении воздуха в помещении процесс протекает в обратном порядке.

Правила выбора термостатической головки

Выбирать устройство нужно с учетом особенностей отопительной системы и ее монтажа. На основании этого для управления температурой используется клапан и термостатическая головка для радиаторов. При этом сочетаться они могут в разных вариантах.

Например, для однотрубных систем лучше использовать клапаны с высокой пропускной способностью. Аналогичные элементы подходят для двухтрубных систем с естественной циркуляцией рабочей среды. Для двухтрубных систем с принудительным перемещением теплоносителя лучшим вариантом будет установка термоголовки на радиаторы, позволяющей регулировать пропускную способность.

К выбору термоголовки для радиатора также следует подходить ответственно. Самыми распространенными можно назвать следующие варианты:

  • С установленным внутри термоэлементом.
  • Программируемые.
  • С внешним датчиком температуры.
  • Антивандальные.
  • С внешним регулятором.

Классическим вариантом можно назвать терморегулятор, имеющий внутренний датчик, и расположенный по горизонтали. Не рекомендуется выполнять подключение термоголовки к радиатору в вертикальном положении. В этом случае поднимающееся тепло может стать причиной некорректной работы терморегулятора.

Если нет возможности выполнить горизонтальную установку термоголовки на радиатор отопления, то дополнительно монтируют выносной датчик со специальной капиллярной трубкой.

Выносной датчик температуры

Использование выносного датчика необходимо еще в нескольких случаях:

  • Радиаторы отопления с терморегулятором закрыты плотными шторами.
  • В непосредственной близости расположен дополнительный источник тепловой энергии.
  • Батарея располагается под большим подоконником.

Иногда радиаторы отопления закрывают декоративными экранами. Такая ситуация наблюдается в помещения с повышенными требованиями к интерьеру. В этом случае расположенный внутри терморегулятор регистрирует только температуру за декоративной обшивкой. Кроме того затрудняется доступ к термоголовке. Для решения проблемы устанавливают термоголовку для радиатора отопления с выносным датчиком.

Что касается программируемых устройств, то они оснащены дисплеями для визуального контроля и также делятся на два вида. Одни их них оснащены встроенным блоком управления, у других этот элемент съемный. Второй вариант имеет некоторое преимущество: отсоединенный блок управления продолжает работать в прежнем режиме. При этом важно контролировать, как работает термоголовка на радиаторе отопления.

Такие модели позволяют регулировать температуру индивидуально для определенной ситуации. Например, днем можно уменьшить температурные значения, а ночью – увеличить. В результате экономия получается довольно серьезная.

Актуальные устройства идеально подходят для домов, где есть маленькие дети, которые все трогаю и крутят. Поэтому важно знать и понимать, как установить термостатическую головку на радиатор. Терморегуляторы такого вида на позволяют сбить настройки при неосторожном обращении. Также этот вариант используется в зданиях общественного назначения, включая детские сады и больницы.

Правила установки регулировочного крана

Как уже говорилось выше, наибольшая эффективность достигается при горизонтальной установке термокрана на радиатор.

Термоголовка устанавливается по особым правилам, согласно которым регулировка необходима только мощным радиаторам. Поэтому не следует оснащать этим устройством каждую батарею, находящуюся в жилом помещении. Наибольшей эффективности можно добиться, если установить терморегулятор на самый мощный нагревательный элемент из всех имеющихся в комнате.

Не рекомендуется устанавливать кран с термоголовкой для радиатора на чугунные батареи отопления, это не даст желаемого эффекта. Причиной всему инертность батарей из чугуна, в результате чего наблюдается большая задержка регулировки. Следовательно, установка термоголовки в этом случае теряет смысл.

Оптимальный вариант – установка клапана на подающую трубу в процессе подключения батареи к системе. В противном случае необходимо осуществить врезку устройства в готовую систему. Для этой цели проводят демонтаж отдельных элементов отопительной цепи и разрезают трубы, предварительно перекрывая кран. Врезку в металлические трубы сделать достаточно проблематично, поэтому необходимо изучить инструкцию, как установить термоголовку на радиатор отопления.

Завершив монтаж термостата, необходимо зафиксировать термоголовку. Этот процесс не представляет особой сложности и заключается в следующем:

  • На корпусе обоих элементов имеются соответствующие метки, которые необходимо совместить.
  • Для фиксации термоголовки нужно слегка нажать на устройство.
  • О правильном положении и установке на место подскажет глухой щелчок.

Антивандальные терморегуляторы установить сложнее. В этом случае для решения проблемы, как установить термоголовку на радиатор, необходимо наличие шестигранного ключа размером 2 мм.

Работа протекает в следующем порядке:

  • С помощью дюбелей к стене крепят пластину.
  • На пластине закрепляют корпус устройства.
  • Посредством хомутов на стене фиксируют капиллярную трубку.
  • Устанавливают вентиль с термоголовкой для радиаторов, совмещая метки, и прижимают ее к основному корпусу.
  • Закручивают фиксирующий болт с помощью шестигранного ключа.

С помощью терморегуляторов можно не только регулировать температуру, ограничительные штифты на задней стенке. Устройства позволяют установить наименьшее и наибольшее значение. При этом за установленные пределы, колесико уже не повернется

Выбор оптимального варианта терморегулирующей головки для радиатора не представляет особой сложности. Главное условие – вариант должен соответствовать отопительной системе независимо от того, находится она на стадии проектирования или уже представлена в собранном виде. Кроме того следует учитывать особенности установки каждого вида терморегуляторов. По мнению мастеров с многолетним опытом получить максимальную выгоду и экономию позволяют программируемые устройства.

Как установить термоголовки для радиаторов своими руками

Современные отопительные системы не могут сегодня обойтись без дополнительных элементов, так разводка коллекторов теплых полов или же радиаторы практически в обязательном порядке оснащены специальными вентилями – термоголовками, позволяющими регулировать температуру. Благодаря такой распространенности этих деталей, вопрос, как установить термоголовки для радиаторов своими руками, встречается все чаще и чаще.

Терморегуляторы в наши дни не могут существовать без двух дополнительных компонентов – непосредственно самого вентиля, то есть клапана, и механизма, оказывающего некоторое действие на шток-клапан, иначе этот механизм называют термоголовкой. При помощи термовентиля появляется возможность регулирования теплоотдачи. Такая возможность способствует экономии средств, поскольку позволяет избежать переизбытка выпускаемого тепла. Шток с конусом и непосредственно корпус являются составными частями такого вентиля. (См. также: Как подключить теплый пол своими руками)

Крайне удобно осуществлять контроль над температурой двумя способами: ручным методом или автоматическим. Поворот маховика оказывает сильное воздействие на шток. Таким образом, происходит расширение или же сужение проходного отсека, что влечет за собой и изменение температурного режима. Ручное функционирование является далеко не самым эффективным, напротив, колпачок не рассчитан на такие процедуры.

Термоголовки для радиаторов Керми гораздо лучше устанавливать в автоматическом режиме, поскольку она включает в себя специальный сильфон, выполняющий функции определителя действующей температуры в помещении. При этом сильфон заполнен жидкостью, тепловое воздействие на которую способствует ее расширению.

В результате растяжения она доходит до шток-клапана и выдавливает его. Дополнительная конусообразная деталь при воздействии на шток постепенно перекрывает проходное отверстие, не давая теплоносителю нагреваться с большей силой и способствуя его остыванию. Такой же алгоритм действий происходит и при обратном процессе – охлаждении помещения.

Термоголовки к радиаторам

Термоголовки на радиаторы отопления

Современные отопительные системы не могут сегодня обойтись без дополнительных элементов терморегуляции.
Купить термоголовку для радиатора — значит существенно снизить расходы на отопление и обеспечить автоматическое поддержание комфортной температуры в помещении.

Принцип работы термоголовки

Принцип работы очень прост, но при этом различается в зависимости от конкретного типа, например: совместно с проточным клапаном она всего лишь регулирует количество теплоносителя, проходящего через радиатор, а термоголовка, используемая совместно с трех и четырех-ходовыми клапанами, еще и смешивает нагретую жидкость с охлажденной. Решение об использовании термоголовок должно приниматься, исходя из конкретной схемы отопительной системы Вашего дома, а купить термоголовки для радиаторов не составит большого труда — на рынке, да и в нашем интернет магазине, они представлены в большом количестве.
Термоголовки не могут применяться непосредственно без самого вентиля, то есть клапана, и механизма, оказывающего воздействие на шток-клапан
Делятся на устройства с ручной регулировкой требуемой температуры и программируемые, которые могут поддерживать разную температуру в различные периоды времени.

Контроль над температурой в помещении можно осуществлять двумя способами: ручным методом или, что крайне удобно — автоматическим.
Термоголовки для радиаторов работают в автоматическом режиме, т.к. оборудованы в себя специальным сильфоном, выполняющий функции определителя действующей температуры в помещении.
Сильфон — это чувствительный элемент, как правило цилиндрической формы, заполненный специальной жидкостью. Когда температура воздуха в помещении изменяется, то изменяется объем жидкости в чувствительном элементе и, соответственно, давление в нем.
Изменение давления влечет за собой изменение геометрических размеров чувствительного элемента, которое передается на затвор вентиля через соединительный шток, регулируя, таким образом, поток теплоносителя к радиатору отопления.

С какими вентилями используются термоголовки?

Радиаторные термоголовки используются с двухходовыми, трехходовыми и четырех-ходовыми вентилями. Двухходовые термостаты также называются проходными, т.к. они имеют два выхода и соединены только с одной трубой отопительной системы.
Системы отопления, укомплектованные термоголовками с трехходовыми клапанами, обладают более широкими возможностями — не просто перекрывают доступ теплоносителю, но и подмешивают в контур радиатора более холодную воду из обратки. В результате смешивания потоков снижается температура нагрева радиатора.
Существует разделение на термовентили с предварительной настройкой сопротивления и термоклапаны без данной настройки. Второй вариант позволяет добиться равных показателей уровня расхода теплоносителя для всех отопительных приборов.

Как установить термоголовку?

Установка термостатических головок позволит добиться оптимальных результатов работы радиаторов отопления, однако крайне важно соблюдать правильность их установки: нужно обеспечить свободную циркуляцию воздуха в непосредственной близости от датчика устройства, исключить возможность нагревательным элементам воздействовать на датчик, иначе реальная температура помещения не будет соответствовать установленным значениям на датчике.

Термоголовка на радиатор отопления монтируется в горизонтальном положении (параллельно полу) на подающей части трубопровода радиатора. Кроме этого стрелка на корпусе термостатической головки обязательно должна совпадать с направлением потока теплоносителя.
Она не должна подвергаться воздействию источников тепла или прямых солнечных лучей, не должна быть закрыта декоративными элементами интерьера, так как при этом искажается измеряемая температура воздуха и терморегулятор не может эффективно выполнять свои функции. В случае если иное расположение термоголовки невозможно, то используются специальные выносные датчики, позволяющие добиться наибольшей точности поддерживаемой температуры в помещении.
На «обратке» радиатора, как правило, устанавливают запорный вентиль, который в случае необходимости обеспечит произвести демонтаж или чистку батареи без отключения всей системы отопления от стояка, а также выполняет функцию первичной балансировки по расходу теплоносителя радиатора. После окончания отопительного сезона терморегулятор необходимо полностью открыть, повернув ручку термоголовки против часовой стрелки, что предотвратит образования осадка на седле клапана.

Виды термостатических головок:

Термоголовка для радиатора отопления

Стандартная термостатическая головка радиатора отопления устанавливается на радиаторные вентили и осуществляет регулировку объема теплоносителя поступающего в данный тепловой прибор.
Если температура в помещении достигла заданного на термоголовке значения — она начинает перекрывать доступ теплоносителя в радиатор,что приводит к уменьшению отдачи тепловой энергии конкретным прибором . При снижении температуры ниже заданного значения- термостатическая головка движением штока увеличивает сечение проходного канала радиаторного вентиля ,что приводит к увеличению объема поступающего теплоносителя и соответственно увеличивает теплоотдачу теплового прибора. Пользователь в итоге получает возможность комфортной настройки температуры в помещении и экономии порядка 15-20% тепловой энергии.
На российском рынке представлено большое количество различных термостатических радиаторных головок и пользователю достаточно сложно разобраться в выборе оптимального варианта.
Основными критериями выбора должны быть: надежный и известный производитель, минимальная инерционность, дизайн, надежность в работе. Если у термоголовки для радиаторов цена низкая, то это должно насторожить покупателя, так как покупка такой головки может быть абсолютно бесполезна. Посадочное место у большинства головок обычно стандартное — под резьбу M 30*1,5 и должно быть выполнено из надежных материалов.

Термоголовка с накладным датчиком

Использование накладного датчика необходимо в случаях, когда радиатор с термостатической головкой закрыт посторонними предметами (декоративная решетка, портьера и т.п.) и работа термоголовки будет некорректна, из-за тепловой «ограниченности» пространства вокруг неё. Используя накладной датчик ,можно установить место температурного «съёма» для термоголовки. Датчик крепится обычно на стене и по капиллярной трубке управляет работой головки. Подробнее: Caleffi.
Развитием данной технологии стало появление термостатических головок с дистанционной регулирующей ручкой. Управляющее устройство также вынесено за пределы радиаторной зоны и позволяет регулировать температуру в помещении без доступа к термоголовке. Подробнее: Caleffi.

Термоголовка с выносным датчиком

Применение термостатических головок с выносными датчиками чаще всего оправдано, если в доме или квартире используется система отопления водяной «теплый пол».

Если радиаторный терморегулятор отлично справляется с поддержанием температуры в помещении, то в системе теплого пола необходимо регулировать температуру именно нагреваемой поверхности, что весьма проблематично сделать, используя простой комнатный термостат.
Для систем теплого пола важно поддерживать температуру 25-26 градусов, это оптимальный показатель для комфортного пребывания в помещении и, что важно, такая температура пола не приведет к растрескиванию стяжки из-за высокой температуры теплоносителя.
Для этого термоголовка с выносным датчиком устанавливается на трехходовой клапан, а выносной датчик закрепляется на трубе. Подробнее.

Электронные термоголовки

В последнее время широкое распространение получили электронные термоголовки с сенсорными или жидкокристаллическими экранами, обеспечивающие повышенную точность поддержания температуры в помещении и практически исключающие участие человека в процессе регулировки.

Так же важным преимуществом таких электронных термоголовок является их «нулевая» инерциальность, так как корректировка теплоотдачи радиатора происходит сразу после изменения комнатной температуры (у обычных термоголовок порядка 20-40 минут).

Программирование по дням недели позволяет настроить данную головку под любую тепловую потребность клиента в различные дни, что приводит к существенной экономии на отоплении.
Например, вы можете купить термоголовку Salus PH60, представленную в нашем магазине.

Беспроводные термоголовки

Беспроводные термоголовки управляются комнатным термостатом или пультом управления отопления по радиоканалу или по беспроводной сети.
При этом обеспечивается повышенная точность регулировки, возможность управление температурой в помещении с несколькими радиаторами с одного прибора (или регулировка температуры в различных помещениях при помощи единого контроллера), постановка суточных или недельных задач тепловой системе помещения. Это еще один шаг на пути создания систем отопления «умный дом».

Производители: Caleffi, Oventrop, Comap, Frontier, Salus.

Управление радиатором отопления при помощи радиоуправляемых термостатических головок осуществляется по двум принципам:
1. Пульт управления отоплением находится в удобном для пользователя месте (возле входной двери или в центральной комнате) и при его помощи пользователь задает необходимую температуру в помещениях. При этом пульт управления радиаторами отопления температуру не фиксирует, а только даёт команды на ее поддержание. Приняв информацию, термостатическая головка дистанционного управления начинает «анализировать» температуру вокруг себя и в зависимости от полученных данных открывает или закрывает клапан радиатора. В этом случае беспроводная термоголовка выступает в роли «актюатора», регулирующего температуру согласно установленных параметров и данных встроенного в нее датчика. Например, система Caleffi.
2. Управление беспроводной головкой происходит по данным с термостата, расположенного непосредственно в контролируемом помещении. Термостат «снимает» температурные показания в месте своей установки и даёт команду термостатической головке дистанционного управления на работу теплоотдачей радиатора. Например, система Frontier, Salus.
Данные системы радиаторного отопления очень удобны, особенно в домах, управляемых при помощи GSM смартфонов, так как к GSM приемнику зачатую невозможно подключить несколько температурных датчиков. Наличие беспроводных термоголовок помогает пользователю настраивать точную работу каждой из них, не затрачивая на данную процедуру много времени, а также получить настоящий комфорт, в виду малой их инерциальности и наличию внешних датчиков.

Компания Salus Controls действительно совершила технический прорыв, выпустив на рынок систему отопления «умный дом» Salus iT600, в которой, в качестве одного из элементов, используются беспроводные термоголовки для радиаторов TRV10RF

На какие типы радиаторов можно устанавливать термоголовки?

Можно монтировать на биметаллические, стальные и алюминиевые батареи, а на чугунные, из-за высокой тепловой инертности этого сплава, устанавливать не рекомендуется.

Термоголовка какого производителя лучше?

На рынке терморегуляторов для радиаторов отопления имеется несколько безусловных компаний лидеров: британская Salus Controls, датская Danfoss, итальянская Caleffi и немецкая Oventrop, ассортимент продукции которых просто поражает обилием самых разнообразных моделей. Термоголовки этих производителей обладают отменным качеством и надежностью, выбор за Вами, все зависит только от Ваших потребностей и финансовых возможностей.

Специалисты компании «Термогород» Москва помогут Вам правильно подобрать, купить, а также смонтировать Термоголовку на радиатор, найдут приемлемое решение по цене. Задавайте любые интересующие Вас вопросы, консультация по телефону абсолютно бесплатна, или воспользуйтесь формой «Обратная связь»
Вы останетесь довольны, сотрудничая с нами!

Термоголовка для радиатора отопления. Экономим на отоплении

Ручной контроль температуры в радиаторах отопления — утомительная и неэффективная задача. Именно поэтому на рынке появилась термоголовки. Они значительно повышают тепловой комфорт в помещениях и позволяют экономить на отоплении. Разберемся в этом элементе термостатики подробно.

Принцип работы

Термоголовка набирает популярность в системах отопления. Каков принцип его работы? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо сначала определить наиболее важные элементы продукта. Термостатическая головка имеет специальный датчик с сильфоном и головкой штока.

Внутри термостатической головки для радиатора находится пружинящий сильфон, заполненный жидкостью с высоким тепловым расширением, реагирующей на изменения температуры окружающей среды. При повышении температуры в помещении, увеличивается давление и объем жидкости внутри сильфона, что вызывает давление на толкатель головки. Усилие давления достаточно велико, чтобы преодолеть сопротивление пружины и заставить клапан закрыться. В момент, когда температура в помещении снижается, давление и объем жидкости в сильфоне уменьшаются. Давление на пружину уменьшается. Это открывает термостатический клапан, увеличивает расход воды в радиаторе и повышает температуру в помещении. Термоголовка радиатора иногда комплектуется датчиками температуры воды или газа. Принцип действия одинаков в обоих случаях. Термостатический клапан с датчиком воды более популярен и имеет универсальные возможности применения.

Таким образом радиатор не потребляет больше требуемой воды для поддержания тепла и достижения указанного вами параметра, а значит потребление воды снижается. Процесс регулирование продолжается до тех пор, пока баланс температуры между комнатной и температурой радиатора не будет достигнут. Реагирующий элемент находится на максимальном расстоянии от радиатора, предусмотренного конструкции терморегулятора. Таким образом исключается искажение восприятия температуры, регистрируется температура только в помещении. Располагать термоголовку стоит в горизонтальном положении. Существуют механические и электронные варианты исполнения. На ее работу могут влиять сквозняки, солнечный свет, наличие других источников тепла или холода, температура на улице, поэтому при установке нужно учитывать все эти факторы. Термоголовку лучше прятать под подоконником вдали от холодильника, плиты.

Где применяется?

Термоголовка радиатора отопления применяется в помещениях, где ожидается равномерное распределение температуры. Головка предотвращает внезапное повышение комнатной температуры и приводит к более комфортному режиму работы системы отопления. Правильно подобранный термостатический клапан позволит снизить стоимость отопления. Автоматическое ограничение расхода теплоносителя повышает эффективность всей системы. Предполагается, что термостатическая головка радиатора снижает расходы на отопление примерно на 20%. На рынке представлены различные типы головок. Их используют в отапливаемых помещениях частных и многоквартирных домах. Менее очевидные применения включают использование на площадках или общих коридорах. Термостатический контроллер позволит поддерживать постоянную температуру, а также снизит стоимость отопления объекта. Более того, автоматическая регулировка увеличит комфорт использования помещений.

Виды

Термостатическая головка радиатора доступна в трех популярных типах. Выбор конкретного продукта будет продиктован требованиями покупателя и условиями установки.

1.Термостатический клапан с прямой головкой. Популярный термостатический контроллер с универсальными возможностями использования. Вертикально расположенная головка радиатора не заметна и не занимает много места. Уместен в местах, где нет сквозняков. Вертикальная термостатическая головка не является лучшим решением. Оставаясь в тесном углублении, датчик быстро реагирует на повышенную температуру от радиатора, которая не соответствует реальной температуре в помещении.

2.Угловая термоголовка. Используется для обвязки труб «со стены». Головка расположена горизонтально относительно стены, благодаря чему не подвержена влиянию тепла от арматуры системы отопления. Более точно поддерживает заданную температуру в помещении.

3.Термостатическая головка с выносным датчиком — это радиаторная головка, с датчиком расположенным в высокой точке помещения. Обеспечивает равномерное распределение температуры в помещениях и отличается высокой эффективностью. Данный термостатический контроллер часто устанавливается на лестничных клетках или в общественных зданиях. Предложения по продаже включают ручку радиатора с антивандальным корпусом. Это популярная термоголовка с повышенной устойчивостью к повреждениям или кражам.

Термоголовка с выносным датчиком

По способу работы контроллера разделяют:

  • Механические термоголовки. Принцип действия описан выше. Обладают базовой функцией терморегулятора. Преимущества — простота работы и низкая цена.
  • Электронные головки — более сложное устройство, позволяющая эффективно контролировать температуру. Предложение на рынке включает в себя различные электронные головки. Они отличаются от механических повышенной скоростью и точностью работы, а также возможностью программирования различных сценариев работы. Являются намного более энергоэффективными. При их использовании экономия на отоплении достигает 40%. Электронные головки обеспечивают высокий комфорт. Единственным недостатком этого решения являются высокая стоимость.

Внимание при покупке

Ручка радиатора с термостатической головкой имеют разную эффективность. Поэтому перед покупкой необходимо узнать мнение специалистов. Это позволит избежать ошибок.

При выборе стоит также обратить внимание на класс энергоэффективности. Ручка радиатора имеет символ DELL, за которым следует буквенный символ от A до F. Принцип работы и регулировки этих клапанов одинаков, но продукты отличаются эффективностью. Термоголовка радиатора, подписанная знаком DELL A, соответствует требованиям наивысшего класса эффективности. Головки с маркировкой DELL F означают наименьшую эффективность.

Более высокая эффективность часто означает немного более высокие цены покупки. Однако следует помнить, что более эффективная термоголовка приведет к более заметному снижению затрат на отопление здания. Клапан имеет выступающий шток, который при взаимодействии с головкой закрывается или открывается, уменьшает или увеличивает поток теплоносителя через радиатор. Неправильно выбранные элементы могут стать причиной неправильной работы устройства, что приведет к значительному дискомфорту при использовании. Одним из наиболее важных параметров выбора является длина штока или расстояние от клапана до головки. Также необходимо обратить внимание на возможный тип соединения — вкладыш или клапан могут быть приспособлены для установки навинчиваемой головки с резьбой или для установки установочного устройства с защелкой.

Советы по установке

Перед установкой термоголовки на радиатор отопления необходимо установить максимально значение температуры на ней. Установить термоголовку в удобном месте. Для корректной работы датчик термоголовки следует располагать на достаточном расстоянии от источников тепла: трубопровод, восходящие теплые потоки воздуха. Рекомендуется устанавливать головки в горизонтальном положении и предохранять от попадания прямых солнечных лучей. В случае невозможности оградить термоголовку от воздействия источника тепла, следует использовать термоголовку с выносным датчиком. Датчик рекомендуется располагать на расстоянии около 60 сантиметров от радиатора.

Общие советы

Необходимую температуру задают путем установки на ручке головки соответствующего значения, соответствующего комнатной температуре, в диапазоне, например, от 6 до 28 ° C.

Первое деление на головке отмечено звездочкой (снежинка). Эта означает защиту от замерзания. Головка с этой настройкой гарантирует, что температура в помещении не опустится ниже 6 ° C.

В зависимости от производителя и модели дополнительные параметры могут отличаться. Примерные установки переведены ниже:

  • * — защита от замерзания 6°C;
  • 1 — лестница и тамбур, с температурой 11°C;
  • 2 — коридор, комната для хобби (мастерская) 16°C;
  • 3 — гостиная и столовая 20°C;
  • 4 — ванные комнаты 24°C;
  • 5 — бассейн 28°C.

В квартире необходима постоянная оптимальная температура — около 20°C. Когда на улице около 0°C, при 23°C в квартире, через окна, стены и крышу уходит на 15% больше тепла, чем в комнате с температурой 20°C. Понижение температуры на 1°C дает экономию около 10%.

Для правильного функционирования радиатора и термостатической головки необходимо убедиться, что она не прикрыта. В противном случае головка будет измерять температуру воздуха между стеной и занавеской, которая будет отличаться от комнатной температуры. Проветривая помещения, необходимо переводить термостат в положение «защита от замерзания», это уменьшит потери тепла.

Не стоит позволять квартире полностью остыть, повторный нагрев занимает много времени и ресурсов. Уезжая необходимо установить минимальную комфортную температуру. Потребление тепла в зависит от температуры наружного воздуха — когда температура наружного воздуха низкая, здание охлаждается быстрее, и термостат чаще увеличивает поток горячей воды в радиаторе, чтобы выровнять температуру в помещении с температурой, установленной на термостате. Во избежание дополнительных потерь следует позаботиться о герметичности окон и теплоизоляции здания, что уменьшит потери тепла.

Читайте так же:

Термоголовка с выносным датчиком температуры

Термостатические головки для радиаторов

Термостатические головки для радиаторов конструктивно представляют собой цилиндры, в которых находится рабочее вещество, способное реагировать на изменения в температуре воздуха. В результате изменения объема вещества клапан способен перекрывать клапан, на которую устанавливается термостат. Регулировка температуры обычно колеблется в диапазоне от -6 до +30 градусов Цельсия.

Термостатические головки для радиаторов могут содержать разные рабочие вещества. Существуют термоголовки с сильфоном, наполненным специальной жидкостью наподобие ацетона или толуола. Их ассортимент довольно широк. Главным достоинством термостатических головок с жидкостным сенсором является высокий уровень точности. Кроме того, они бесшумно работают, просты и удобны в использовании. Встречаются и термоголовки, роль сенсора в которых исполняет специальный газоконденсат. Стоит отметить, что термоголовки такого типа быстрее реагируют на изменения в температуре помещения.

Термостатические головки для радиаторов, как правило, оснащены датчиками, которые могут быть встроенными и выносными. Встроенные датчики расположены непосредственно в самой термоголовке, а их выносные аналоги соединены с термоголовкой тонкой металлической трубкой.

Здесь следует обратить внимание на тот факт, что термоголовки с датчиком встроенного типа достаточно сложны в монтаже. К примеру, чтобы добиться от термоголовки со встроенным датчиком максимального эффекта, необходимо чтобы глубина радиатора достигала 16см. Ширина подоконника при этом не должна быть больше 22 см, а расстояние от него до радиатора не должно превышать 10 см. Отнюдь не всегда эти условия могут быть соблюдены, и тогда рациональнее использовать термоголовку с выносным датчиком, который может находиться на расстоянии от 2 до 8 метров от самой термоголовки.

Термостатические головки для радиаторов позволяют снизить расходы на отопление примерно на четверть. Их применение целесообразно и в частных домах, и в квартирах, и в офисных помещениях.

Термоголовка ECONOMY COMFORT это инновационная система энергосбережения Вашего дома!

ECONOMY COMFORT – это инновационная система управления отоплением, позволяющая создать максимально комфортный микроклимат в Вашем доме или квартире. Система ECONOMY COMFORT состоит из различных групп компонентов, направленных на управление отоплением в доме. Основной компонент системы – интеллектуальная термоголовка для радиаторов отопления. Термоголовка беспроводная и электронная, она многофункциональна и имеет возможность программирования.

Беспроводные термоголовки для радиаторов отопления можно использовать совместно с другими беспроводными компонентами системы ECONOMY COMFORT, такими как электронный комнатный термостат, беспроводной датчик открытия окна и дистанционный пульт управления отоплением — это способствует созданию максимального комфорта в жилых и коммерческих помещениях с одновременным эффектом существенной экономии энергоресурсов.

Какая термоголовка для радиатора отопления лучше – выбор и установка

Проблема энергосбережения является актуальной во многих странах, Россия в этом плане – не исключение. В нашей стране большое количество вырабатываемых энергоресурсов тратится на отопление и вентиляцию зданий. К сожалению, этот показатель намного выше, чем во многих развитых странах, несмотря на постоянно растущую стоимость энергоносителей.

В целях экономии на батареях устанавливают терморегуляторы, с их помощью расходы на поддержание тепла в помещении сокращаются на 25%. Однако для большей эффективности необходимо правильно выбрать устройство для определенной отопительной системы и выполнить его монтаж. Кроме того стоит подробно изучить инструкцию, как правильно установить термоголовку на радиатор.

Принцип работы термоклапана

Регулировать температуру можно с помощью термоголовки для радиатора отопления.

Первые термостаты для установки на радиаторы отопления были выпущены компанией DANFOSS в середине 20-го века, а уже в конце того же столетия устройства претерпели модернизацию и стали более точными.

Устройство состоит из клапана и термоголовки, соединенных посредством специального фиксирующего механизма. Принцип работы термоголовки для радиатора отопления заключается в измерении и анализе температуры в батарее и регулировки ее с помощью клапана, который перекрывает поток теплоносителя.

Варианты регулировки радиатора отопления термоголовкой

Регулировка может быть двух видов: количественной и качественной.

Принцип первого метода заключается в изменении температуры за счет изменения количества теплоносителя, проходящего через радиатор.

Второй метод подразумевает изменение температуры воды непосредственно в системе. Для этого в котельной устанавливают смесительный узел с сифоном, заполненным термочувствительной средой. Эта среда может быть жидкостной или газонаполненной.

Вариант с жидкостной средой отличается простотой изготовления, но действует медленнее газового. Суть обоих вариантов заключается в следующем: при нагревании происходит расширение рабочей среды, что приводит к растяжению сифона. В результате специальный конус внутри него перемещается и уменьшает размер сечения клапана. Это приводит к снижению расхода теплоносителя. При охлаждении воздуха в помещении процесс протекает в обратном порядке.

Правила выбора термостатической головки

Выбирать устройство нужно с учетом особенностей отопительной системы и ее монтажа. На основании этого для управления температурой используется клапан и термостатическая головка для радиаторов. При этом сочетаться они могут в разных вариантах.

Например, для однотрубных систем лучше использовать клапаны с высокой пропускной способностью. Аналогичные элементы подходят для двухтрубных систем с естественной циркуляцией рабочей среды. Для двухтрубных систем с принудительным перемещением теплоносителя лучшим вариантом будет установка термоголовки на радиаторы, позволяющей регулировать пропускную способность.

К выбору термоголовки для радиатора также следует подходить ответственно. Самыми распространенными можно назвать следующие варианты:

  • С установленным внутри термоэлементом.
  • Программируемые.
  • С внешним датчиком температуры.
  • Антивандальные.
  • С внешним регулятором.

Классическим вариантом можно назвать терморегулятор, имеющий внутренний датчик, и расположенный по горизонтали. Не рекомендуется выполнять подключение термоголовки к радиатору в вертикальном положении. В этом случае поднимающееся тепло может стать причиной некорректной работы терморегулятора.

Если нет возможности выполнить горизонтальную установку термоголовки на радиатор отопления, то дополнительно монтируют выносной датчик со специальной капиллярной трубкой.

Выносной датчик температуры

Использование выносного датчика необходимо еще в нескольких случаях:

  • Радиаторы отопления с терморегулятором закрыты плотными шторами.
  • В непосредственной близости расположен дополнительный источник тепловой энергии.
  • Батарея располагается под большим подоконником.

Иногда радиаторы отопления закрывают декоративными экранами. Такая ситуация наблюдается в помещения с повышенными требованиями к интерьеру. В этом случае расположенный внутри терморегулятор регистрирует только температуру за декоративной обшивкой. Кроме того затрудняется доступ к термоголовке. Для решения проблемы устанавливают термоголовку для радиатора отопления с выносным датчиком.

Что касается программируемых устройств, то они оснащены дисплеями для визуального контроля и также делятся на два вида. Одни их них оснащены встроенным блоком управления, у других этот элемент съемный. Второй вариант имеет некоторое преимущество: отсоединенный блок управления продолжает работать в прежнем режиме. При этом важно контролировать, как работает термоголовка на радиаторе отопления.

Такие модели позволяют регулировать температуру индивидуально для определенной ситуации. Например, днем можно уменьшить температурные значения, а ночью – увеличить. В результате экономия получается довольно серьезная.

Актуальные устройства идеально подходят для домов, где есть маленькие дети, которые все трогаю и крутят. Поэтому важно знать и понимать, как установить термостатическую головку на радиатор. Терморегуляторы такого вида на позволяют сбить настройки при неосторожном обращении. Также этот вариант используется в зданиях общественного назначения, включая детские сады и больницы.

Правила установки регулировочного крана

Как уже говорилось выше, наибольшая эффективность достигается при горизонтальной установке термокрана на радиатор.

Термоголовка устанавливается по особым правилам, согласно которым регулировка необходима только мощным радиаторам. Поэтому не следует оснащать этим устройством каждую батарею, находящуюся в жилом помещении. Наибольшей эффективности можно добиться, если установить терморегулятор на самый мощный нагревательный элемент из всех имеющихся в комнате.

Не рекомендуется устанавливать кран с термоголовкой для радиатора на чугунные батареи отопления, это не даст желаемого эффекта. Причиной всему инертность батарей из чугуна, в результате чего наблюдается большая задержка регулировки. Следовательно, установка термоголовки в этом случае теряет смысл.

Оптимальный вариант – установка клапана на подающую трубу в процессе подключения батареи к системе. В противном случае необходимо осуществить врезку устройства в готовую систему. Для этой цели проводят демонтаж отдельных элементов отопительной цепи и разрезают трубы, предварительно перекрывая кран. Врезку в металлические трубы сделать достаточно проблематично, поэтому необходимо изучить инструкцию, как установить термоголовку на радиатор отопления.

Завершив монтаж термостата, необходимо зафиксировать термоголовку. Этот процесс не представляет особой сложности и заключается в следующем:

  • На корпусе обоих элементов имеются соответствующие метки, которые необходимо совместить.
  • Для фиксации термоголовки нужно слегка нажать на устройство.
  • О правильном положении и установке на место подскажет глухой щелчок.

Антивандальные терморегуляторы установить сложнее. В этом случае для решения проблемы, как установить термоголовку на радиатор, необходимо наличие шестигранного ключа размером 2 мм.

Работа протекает в следующем порядке:

  • С помощью дюбелей к стене крепят пластину.
  • На пластине закрепляют корпус устройства.
  • Посредством хомутов на стене фиксируют капиллярную трубку.
  • Устанавливают вентиль с термоголовкой для радиаторов, совмещая метки, и прижимают ее к основному корпусу.
  • Закручивают фиксирующий болт с помощью шестигранного ключа.

С помощью терморегуляторов можно не только регулировать температуру, ограничительные штифты на задней стенке. Устройства позволяют установить наименьшее и наибольшее значение. При этом за установленные пределы, колесико уже не повернется

Выбор оптимального варианта терморегулирующей головки для радиатора не представляет особой сложности. Главное условие – вариант должен соответствовать отопительной системе независимо от того, находится она на стадии проектирования или уже представлена в собранном виде. Кроме того следует учитывать особенности установки каждого вида терморегуляторов. По мнению мастеров с многолетним опытом получить максимальную выгоду и экономию позволяют программируемые устройства.

Как установить термоголовки для радиаторов своими руками

Современные отопительные системы не могут сегодня обойтись без дополнительных элементов, так разводка коллекторов теплых полов или же радиаторы практически в обязательном порядке оснащены специальными вентилями – термоголовками, позволяющими регулировать температуру. Благодаря такой распространенности этих деталей, вопрос, как установить термоголовки для радиаторов своими руками, встречается все чаще и чаще.

Терморегуляторы в наши дни не могут существовать без двух дополнительных компонентов – непосредственно самого вентиля, то есть клапана, и механизма, оказывающего некоторое действие на шток-клапан, иначе этот механизм называют термоголовкой. При помощи термовентиля появляется возможность регулирования теплоотдачи. Такая возможность способствует экономии средств, поскольку позволяет избежать переизбытка выпускаемого тепла. Шток с конусом и непосредственно корпус являются составными частями такого вентиля. (См. также: Как подключить теплый пол своими руками)

Крайне удобно осуществлять контроль над температурой двумя способами: ручным методом или автоматическим. Поворот маховика оказывает сильное воздействие на шток. Таким образом, происходит расширение или же сужение проходного отсека, что влечет за собой и изменение температурного режима. Ручное функционирование является далеко не самым эффективным, напротив, колпачок не рассчитан на такие процедуры.

Термоголовки для радиаторов Керми гораздо лучше устанавливать в автоматическом режиме, поскольку она включает в себя специальный сильфон, выполняющий функции определителя действующей температуры в помещении. При этом сильфон заполнен жидкостью, тепловое воздействие на которую способствует ее расширению.

В результате растяжения она доходит до шток-клапана и выдавливает его. Дополнительная конусообразная деталь при воздействии на шток постепенно перекрывает проходное отверстие, не давая теплоносителю нагреваться с большей силой и способствуя его остыванию. Такой же алгоритм действий происходит и при обратном процессе – охлаждении помещения.

Термоголовки на радиаторы отопления

Современные отопительные системы не могут сегодня обойтись без дополнительных элементов терморегуляции.
Купить термоголовку для радиатора — значит существенно снизить расходы на отопление и обеспечить автоматическое поддержание комфортной температуры в помещении.

Принцип работы термоголовки

Принцип работы очень прост, но при этом различается в зависимости от конкретного типа, например: совместно с проточным клапаном она всего лишь регулирует количество теплоносителя, проходящего через радиатор, а термоголовка, используемая совместно с трех и четырех-ходовыми клапанами, еще и смешивает нагретую жидкость с охлажденной. Решение об использовании термоголовок должно приниматься, исходя из конкретной схемы отопительной системы Вашего дома, а купить термоголовки для радиаторов не составит большого труда — на рынке, да и в нашем интернет магазине, они представлены в большом количестве.
Термоголовки не могут применяться непосредственно без самого вентиля, то есть клапана, и механизма, оказывающего воздействие на шток-клапан
Делятся на устройства с ручной регулировкой требуемой температуры и программируемые, которые могут поддерживать разную температуру в различные периоды времени.

Контроль над температурой в помещении можно осуществлять двумя способами: ручным методом или, что крайне удобно — автоматическим.
Термоголовки для радиаторов работают в автоматическом режиме, т.к. оборудованы в себя специальным сильфоном, выполняющий функции определителя действующей температуры в помещении.
Сильфон — это чувствительный элемент, как правило цилиндрической формы, заполненный специальной жидкостью. Когда температура воздуха в помещении изменяется, то изменяется объем жидкости в чувствительном элементе и, соответственно, давление в нем.
Изменение давления влечет за собой изменение геометрических размеров чувствительного элемента, которое передается на затвор вентиля через соединительный шток, регулируя, таким образом, поток теплоносителя к радиатору отопления.

С какими вентилями используются термоголовки?

Радиаторные термоголовки используются с двухходовыми, трехходовыми и четырех-ходовыми вентилями. Двухходовые термостаты также называются проходными, т.к. они имеют два выхода и соединены только с одной трубой отопительной системы.
Системы отопления, укомплектованные термоголовками с трехходовыми клапанами, обладают более широкими возможностями — не просто перекрывают доступ теплоносителю, но и подмешивают в контур радиатора более холодную воду из обратки. В результате смешивания потоков снижается температура нагрева радиатора.
Существует разделение на термовентили с предварительной настройкой сопротивления и термоклапаны без данной настройки. Второй вариант позволяет добиться равных показателей уровня расхода теплоносителя для всех отопительных приборов.

Как установить термоголовку?

Установка термостатических головок позволит добиться оптимальных результатов работы радиаторов отопления, однако крайне важно соблюдать правильность их установки: нужно обеспечить свободную циркуляцию воздуха в непосредственной близости от датчика устройства, исключить возможность нагревательным элементам воздействовать на датчик, иначе реальная температура помещения не будет соответствовать установленным значениям на датчике.

Термоголовка на радиатор отопления монтируется в горизонтальном положении (параллельно полу) на подающей части трубопровода радиатора. Кроме этого стрелка на корпусе термостатической головки обязательно должна совпадать с направлением потока теплоносителя.
Она не должна подвергаться воздействию источников тепла или прямых солнечных лучей, не должна быть закрыта декоративными элементами интерьера, так как при этом искажается измеряемая температура воздуха и терморегулятор не может эффективно выполнять свои функции. В случае если иное расположение термоголовки невозможно, то используются специальные выносные датчики, позволяющие добиться наибольшей точности поддерживаемой температуры в помещении.
На «обратке» радиатора, как правило, устанавливают запорный вентиль, который в случае необходимости обеспечит произвести демонтаж или чистку батареи без отключения всей системы отопления от стояка, а также выполняет функцию первичной балансировки по расходу теплоносителя радиатора. После окончания отопительного сезона терморегулятор необходимо полностью открыть, повернув ручку термоголовки против часовой стрелки, что предотвратит образования осадка на седле клапана.

Виды термостатических головок:

Термоголовка для радиатора отопления

Стандартная термостатическая головка радиатора отопления устанавливается на радиаторные вентили и осуществляет регулировку объема теплоносителя поступающего в данный тепловой прибор.
Если температура в помещении достигла заданного на термоголовке значения — она начинает перекрывать доступ теплоносителя в радиатор,что приводит к уменьшению отдачи тепловой энергии конкретным прибором . При снижении температуры ниже заданного значения- термостатическая головка движением штока увеличивает сечение проходного канала радиаторного вентиля ,что приводит к увеличению объема поступающего теплоносителя и соответственно увеличивает теплоотдачу теплового прибора. Пользователь в итоге получает возможность комфортной настройки температуры в помещении и экономии порядка 15-20% тепловой энергии.
На российском рынке представлено большое количество различных термостатических радиаторных головок и пользователю достаточно сложно разобраться в выборе оптимального варианта.
Основными критериями выбора должны быть: надежный и известный производитель, минимальная инерционность, дизайн, надежность в работе. Если у термоголовки для радиаторов цена низкая, то это должно насторожить покупателя, так как покупка такой головки может быть абсолютно бесполезна. Посадочное место у большинства головок обычно стандартное — под резьбу M 30*1,5 и должно быть выполнено из надежных материалов.

Термоголовка с накладным датчиком

Использование накладного датчика необходимо в случаях, когда радиатор с термостатической головкой закрыт посторонними предметами (декоративная решетка, портьера и т.п.) и работа термоголовки будет некорректна, из-за тепловой «ограниченности» пространства вокруг неё. Используя накладной датчик ,можно установить место температурного «съёма» для термоголовки. Датчик крепится обычно на стене и по капиллярной трубке управляет работой головки. Подробнее: Caleffi.
Развитием данной технологии стало появление термостатических головок с дистанционной регулирующей ручкой. Управляющее устройство также вынесено за пределы радиаторной зоны и позволяет регулировать температуру в помещении без доступа к термоголовке. Подробнее: Caleffi.

Термоголовка с выносным датчиком

Применение термостатических головок с выносными датчиками чаще всего оправдано, если в доме или квартире используется система отопления водяной «теплый пол».

Если радиаторный терморегулятор отлично справляется с поддержанием температуры в помещении, то в системе теплого пола необходимо регулировать температуру именно нагреваемой поверхности, что весьма проблематично сделать, используя простой комнатный термостат.
Для систем теплого пола важно поддерживать температуру 25-26 градусов, это оптимальный показатель для комфортного пребывания в помещении и, что важно, такая температура пола не приведет к растрескиванию стяжки из-за высокой температуры теплоносителя.
Для этого термоголовка с выносным датчиком устанавливается на трехходовой клапан, а выносной датчик закрепляется на трубе. Подробнее.

Электронные термоголовки

В последнее время широкое распространение получили электронные термоголовки с сенсорными или жидкокристаллическими экранами, обеспечивающие повышенную точность поддержания температуры в помещении и практически исключающие участие человека в процессе регулировки.

Так же важным преимуществом таких электронных термоголовок является их «нулевая» инерциальность, так как корректировка теплоотдачи радиатора происходит сразу после изменения комнатной температуры (у обычных термоголовок порядка 20-40 минут).

Программирование по дням недели позволяет настроить данную головку под любую тепловую потребность клиента в различные дни, что приводит к существенной экономии на отоплении.
Например, вы можете купить термоголовку Salus PH60, представленную в нашем магазине.

Беспроводные термоголовки

Беспроводные термоголовки управляются комнатным термостатом или пультом управления отопления по радиоканалу или по беспроводной сети.
При этом обеспечивается повышенная точность регулировки, возможность управление температурой в помещении с несколькими радиаторами с одного прибора (или регулировка температуры в различных помещениях при помощи единого контроллера), постановка суточных или недельных задач тепловой системе помещения. Это еще один шаг на пути создания систем отопления «умный дом».

Производители: Caleffi, Oventrop, Comap, Frontier, Salus.

Управление радиатором отопления при помощи радиоуправляемых термостатических головок осуществляется по двум принципам:
1. Пульт управления отоплением находится в удобном для пользователя месте (возле входной двери или в центральной комнате) и при его помощи пользователь задает необходимую температуру в помещениях. При этом пульт управления радиаторами отопления температуру не фиксирует, а только даёт команды на ее поддержание. Приняв информацию, термостатическая головка дистанционного управления начинает «анализировать» температуру вокруг себя и в зависимости от полученных данных открывает или закрывает клапан радиатора. В этом случае беспроводная термоголовка выступает в роли «актюатора», регулирующего температуру согласно установленных параметров и данных встроенного в нее датчика. Например, система Caleffi.
2. Управление беспроводной головкой происходит по данным с термостата, расположенного непосредственно в контролируемом помещении. Термостат «снимает» температурные показания в месте своей установки и даёт команду термостатической головке дистанционного управления на работу теплоотдачей радиатора. Например, система Frontier, Salus.
Данные системы радиаторного отопления очень удобны, особенно в домах, управляемых при помощи GSM смартфонов, так как к GSM приемнику зачатую невозможно подключить несколько температурных датчиков. Наличие беспроводных термоголовок помогает пользователю настраивать точную работу каждой из них, не затрачивая на данную процедуру много времени, а также получить настоящий комфорт, в виду малой их инерциальности и наличию внешних датчиков.

Компания Salus Controls действительно совершила технический прорыв, выпустив на рынок систему отопления «умный дом» Salus iT600, в которой, в качестве одного из элементов, используются беспроводные термоголовки для радиаторов TRV10RF

На какие типы радиаторов можно устанавливать термоголовки?

Можно монтировать на биметаллические, стальные и алюминиевые батареи, а на чугунные, из-за высокой тепловой инертности этого сплава, устанавливать не рекомендуется.

Термоголовка какого производителя лучше?

На рынке терморегуляторов для радиаторов отопления имеется несколько безусловных компаний лидеров: британская Salus Controls, датская Danfoss, итальянская Caleffi и немецкая Oventrop, ассортимент продукции которых просто поражает обилием самых разнообразных моделей. Термоголовки этих производителей обладают отменным качеством и надежностью, выбор за Вами, все зависит только от Ваших потребностей и финансовых возможностей.

Специалисты компании «Термогород» Москва помогут Вам правильно подобрать, купить, а также смонтировать Термоголовку на радиатор, найдут приемлемое решение по цене. Задавайте любые интересующие Вас вопросы, консультация по телефону абсолютно бесплатна, или воспользуйтесь формой «Обратная связь»
Вы останетесь довольны, сотрудничая с нами!

КОНТРОЛЬ С ПРИМЕНЕНИЕМ ФУНКЦИИ САМООБУЧЕНИЯ!

Самообучающийся алгоритм, который позволяет автоматически модулировать открытие клапана. Данная функция обеспечивает более плавное регулирование температуры в помещении. Это поможет избежать перегрева и способствует экономии.

Основные свойства

  • Модуляция открытия и закрытия термоголовки
  • Возможность ручного управления
  • Четкая индикация работы с помощью диоды LED (красная/зеленая)
  • Поставляется в комплекте с металлической прокладкой.
  • Блокировка кнопок
  • Предназначены для установки на клапанах: MMA, Comap, Orkli и Herz.
  • Соединение за счет технологии PLUG-IN

Это устройство может использоваться вместо стандартных радиаторных термоголовок. Беспроводная термоголовка используется вместе с беспроводными терморегуляторами и UGE600 (Интернет шлюз), который обеспечивает связь с другими устройствами из системы iT600 Smart Home и дает возможность управлять системой через Интернет.

Существует возможность оборудовать систему регуляторов и термоголовок дополнительным приемником для управления котлом — RX10RF. Тогда, если любая термоголовка TRV28RFM даст сигнал для нагрева — включится котел.

Полезная информация про: Термоголовки для теплого пола

Принцип работы

Разновидности

RTL

С выносным датчиком

Термоголовки для водяного теплого пола дают возможность более точно контролировать температуру нагрева пола и рационально использовать энергоресурсы. Термостатические головки работают в сочетании с термоклапанами, своевременно отсекают и открывают поток теплоносителя на контур теплого пола в зависимости от требуемой температуры в помещении.

Благодаря относительно доступной цене и простому принципу действия, практически никогда монтаж теплого пола не обходится без установки термоголовки.

Принцип работы термоголовки теплого пола

Одна из главных задач любой системы отопления с водяным теплым полом – правильное распределение теплоносителя и регулировка его температуры в контурах. При том что для работы теплого пола должен подаваться теплоноситель, нагретый до 70-90 градусов С, температура на поверхности пола для комфорта пользователей не должна превышать 35-40 градусов С.

Для сохранения стабильных температурных показателей и нужна термоголовка, которая устанавливается непосредственно на клапан. В смесительном узле происходит смешивание нагретой котлом воды и воды из обратки, а благодаря термоголовке она подается на контур водяного отопления уже с нужной температурой, препятствуя перепадам температуры в самом помещении.

Принцип работы термоголовки теплого пола основан на расширении жидкостей при нагревании. Изделие оснащено сильфоном с высокочувствительным веществом. При нагреве от теплоносителя жидкость расширяется и воздействует на шток клапана, отсекая поток и дальнейший нагрев. Когда пол остывает, жидкость уменьшается в объеме, клапан снова открывает подачу горячей воды, а пол нагревается. В зависимости от конструкции и типа устройства, пользователь может самостоятельно задавать комфортную температуру, выбирая конкретные температурные показатели на шкале прибора или один из режимов работы.

Разновидности термоголовок для теплого пола

Выбор конструкции и функционала термоголовки зависит от типа используемого отопительного оборудования и характеристик системы отопления. В зависимости от типа используемого чувствительного элемента термоголовки подразделяют на жидкостные (используются в большинстве случаев), газоконденсатоные и парафиновые.

Главное различие – в конструкции, по которой все термоголовки различаются на:

  • RTL термоголовки. Устройство прямого действия, контролирующее непосредственно температуру теплоносителя на возврате из отопительного контура, в отличие от радиаторной термостатической головки, которая замеряет и регулирует температуру воздуха в помещении. Конструкция термоголовки состоит из регулирующего клапана и самой термоголовки прямого действия. Ставится на обратку контура теплого пола. Когда теплоноситель достигает заданной температуры, термоголовка прижимает поток воды тем самым так она регулирует температуру пола.
  • Термоголовки с выносным датчиком. В отличие от стандартной конфигурации выносной датчик дает возможность более точно контролировать температуру непосредственно на поверхности теплого пола, обеспечивая максимально качественный и точный контроль работы отопительной системы.

В нашем интернет-магазине представлен широкий ассортимент термостатических головок от лучших мировых и отечественных брендов, включая Danfoss, Fado, Honeywell, Oventrop, Valtec. Термостатические головки просты в монтаже и обслуживании и имеют эстетический современный дизайн, который гармонично впишет устройство в любой интерьер. Обратившись к нашим операторам, вы сможете без особого труда подобрать и купить оптимальную модель термоголовки, которая позволит с точностью до 1 градуса С регулировать температуру теплого пола в каждом отдельном помещении.

Здравствуйте друзья

В этом обзоре мы поговорим о автоматизации управления отоплением в доме и я расскажу про свой собственный кейс, реализованный на электрических термоголовках Danfoss, управляемых розетках и датчиках температуры. Описанный принцип можно применить и для регуляторов теплого пола, электрических радиаторов и даже кондиционеров.

  • Термоголовка из обзора Danfoss TWA-A NC 230B — розетка UA — цена на момент публикации 536 грн
  • Термоголовки на Aliexpress (пример — вариантов много)
Термоголовка

В своей реализации я использовал электрическую термоголовку Danfoss TWA-А — для клапанов RA под напряжение 230 В.

Вариант — NC — нормально закрытый, это значит то для открытия клапана, на термоголовку надо подать напряжение.

Вариантов крепления существует множество, нужно подобрать свой, в остальном принцип работы — идентичен.

Устройство внешне очень похоже на обычную, механическую термоголовку, только с питающим проводом.

Нормально закрытая головка из коробки находится в принудительно открытом состоянии, в котором ее поддерживает пластиковая скоба.

Крепится эта термоголовка при помощи стопорного винта. Внутри нее скрывается механизм, которые нажимает на клапан перекрывая его, при включении питания он отводится и открывает его.

Только после этого снимается пластиковая скоба — клапан перекрывается

В момент установки температура поверхности батареи была почти 48 градусов. После снятия скобы и перекрытия клапана она стала падать, и через час составляла 23 градуса.

Включаем клапан в розетку, в момент включения потребление составило почти 20 Ватт, почти сразу упало вдвое, и потом плавно уменьшалось, к полному открытию, которое заняло почти 5 минут, до 3 Ватт.

Подробнее — можно посмотреть в видеоверсии обзора (ссылка в конце текста)

И аналогичный сценарий — на выключение при достижении комфортной температуры, тем самым поддерживая ее в желаемых пределах.

Можно использовать вариант связки какого-то из Bluetooth датчиков, при использовании новой wi-fi розетки с BLE шлюзом — они смогут работать просто в паре друг с другом. Кстати вместо розетки и удлинителя можно использовать и проводной выключатель

Можно предусмотреть включение и выключения по заданным дням и времени, и сделать ручной сценарий для принудительного включения.

Для каждого термостата может быть выставлен свой собственный режим, что позволяет гибко регулировать температуру в доме.

Слева пример скрипта который переводит термостат в режим Дома preset_mode: none . Справаскрипт переводит термостат в режим preset_mode: away — Не дома, второй сервис устанавливает целевую температуру в 19 градусов. Режимы Дома и Не дома — имеют свои целевые температуры и помнят изменения до момента перезагрузки сервера.

Установка

Полностью процесс установки можно посмотреть в видеоверсии обзора (ссылка в конце текста)

У меня на батареях стояли обычные механические терморегуляторы, снимаются они легко, без инструментов

Вместо него ставится электрический регулятор, до упора и фиксируется при помощи стопора.

В течении 15 минут — температура поверхности батареи поднялась до 49 градусов

Mihome

Управлять этим можно например в Mihome — используя различные связки, например Zigbee датчика и розетки, или wi-fi удлинители или розетки, а температуру брать можно и с увлажнителя и с очистителя воздуха. Скажем при снижении температуры менее 21 градуса — включать

Home Assistant

Моя конфигурация Home Assistant на github

Новая серия моих уроков по Home Assistant на Youtube

Для тех кто уже наигрался с Mihome — рассмотрим штатный компонент Home Assistant — термостат. Для него нужно создать, если еще нет, раздел климат. Как обычно я выношу его в отдельный файл.

В нем для каждой термоголовки создается отдельная сущность на платформе generic_thermostat. Следующей строкой — его имя в системе, давайте рассмотрим все его параметры

heater — название розетки которая будет управлять нашей термоголовкой

target_sensor — это название датчика температуры, по которому будет работать термостат

target_temp — целевая температура, в градусах С, та которая будет устанавливаться при запуске home assistant

away_temp — этот параметр включает для термостата отдельный режим работы — Не дома, и так же содержит температуру по умолчанию

min_temp, max_temp — это минимум и максимум на шкале термостата, пределы в которых им можно будет управлять

ac_mode — это режим включает охлаждение, то есть при его активации. розетка heater будет включаться при превышении целевой температуры, а выключаться при понижении

cold_tolerance, hot_tolerance — допуски для включения и выключения, в градусах С. В данном примере — 0,5 градуса, это значит что включаться розетка будет при температуре ниже чем 20,5 С а выключаться при превышении 21,5 С — при целевой температуре 21С.

min_cycle_duration — это минимальный период в котором будет находится термостат в режиме включено или выключено, может быть в секундах или минутах, с учетом времени открытия термоголовки я поставил 5 минут

keep_alive — это минимальный интервал между отправками команд на розетку термостата, в этом примере — команды могут отправляться не чаще чем раз в три минуты, это позволяет нивелировать влияние временных обрывов связи.

initial_hvac_mode — это состояние термостата после загрузки Home Assistant — может быть выключено, режим поддержания тепла heat или холода — cool

Для отображение термостата в интерфейсе lovelace существует специальная карта

Выглядит она так — по кругу ползунок для установки целевой температуры, в центре большими цифрами — текущая температура, под ней — целевая температура, потом режим работы — Бездействие, когда розетка выключения или Обогрев когда включена, и preset — Дома или Не Дома. Внизу две иконки — Обогрев и выключено и название термостата

Например при заданной температуре в 24С и текущей в 23.8С — она попадает в параметры допуска и термостат не включается. А если повысить до 26С, тогда включается розетка которая открывает термоголовку.

Это пример одной из моих автоматизаций, которая запускается каждые 5 минут или по смене состояние темплейт сенсора Режим нагрева. Если он включен — термостат переводится в режим Дома, выключен — Не дома.

Сенсор может учитывать любые условия, в этом примере — нахождение кого-то дома, либо включенный режим выходного дня. Условий может быть сколько угодно

Сейчас у меня трудится четыре термостата, что позволяет не только автоматически поддерживать температуру на комфортном уровне, но и экономить на отоплении не грея воздух тогда, когда никого нет дома.

Видеоверсия обзора

Спасибо за внимание

Принцип работы термоголовки для радиатора отопления

Чтобы обеспечить максимальную эффективность работы отопительной системы в своем доме, недостаточно подобрать хороший котел, трубы правильного диаметра и радиаторы с большой площадью теплообмена. Необходимо установить различную арматуру и термоголовки для радиаторов.

Термоголовки, установленные на радиаторы в доме, лишены некоторых недостатков запорной арматуры, а также позволяют более точно настраивать температуру радиаторов. Благодаря тонкой регулировке можно создать комфортный климат в доме и сэкономить на отоплении.

Тонкости настройки обогрева запорной арматурой

Выбирая запорную арматуру, как средство настройки радиаторов, нужно быть готовым к:

  • Балансировка при помощи арматуры может выполняться только путем постановки ее в режим «открыто» или «закрыто», то есть либо обогрев будет работать на максимуме, либо не будет работать вообще. Приоткрыть кран нельзя, так как в таком случае вода под давлением быстро сломает хрупкие детали арматуры. Все это и приводит к тому, что от жары люди открывают окна вместо того, чтобы снизить нагрев батарей, что приводит к неэффективной растрате энергии.
  • Быстрое открытие крана может привести к гидравлическому удару – вода под давлением понесется в радиатор, повредив его или снизив его прочность и долговечность.
  • Все манипуляции с балансировочными кранами могут производиться только вручную: чтобы постоянно иметь комфортную температуру, нужно подходить к радиатору и включать-выключать его.

Все эти проблемы решаются путем установки термостатов отопления. Они не только позволяют делать температуру постоянно сниженной. Термоголовка для большинства радиаторов может быть оборудована системой автоматической регулировки.

Конструкция термоголовки и принцип ее работы

В конструкцию входит два основных элемента – термоклапан и термостат. Работают они следующим образом:

  1. Сильфон заполняется летучим паром или жидкостью и находится под постоянным давлением.
  2. Величина давления всегда соответствует величине нагрева наполнителя, а регулировка осуществляется за счет того, что пружина в сильфоне сжата с определенной силой.
  3. Когда температура окружающего воздуха поднимается, часть наполнителя испаряется, что приводит к увеличению давления внутри термоголовки.
  4. Пружина разжимается, сильфон увеличивается, что приводит к движению золотника в клапане в сторону закрытия просвета трубы, – это не дает теплоносителю попадать в радиатор в слишком большом количестве.
  5. Это происходит до тех пор, пока не восстановится равновесие системы.
  6. Если температура воздуха падает, пар в сильфоне конденсируется, давление уменьшается, сильфон становится меньше.
  7. Уменьшенный сильфон воздействует на золотник таким образом, чтобы тот начал открывать проход для воды, пока радиатор не прогреется до нужной температуры.

Наполнитель сильфона расположен на максимальном отдалении от нагреваемой водой части устройства, поэтому воздействия горячей воды на датчик не происходит.

На него может действовать нагретый воздух, испускаемый самим радиатором. Чтобы этого избежать, термоголовка для радиатора должна быть установлена в горизонтальном положении.

Разновидности термостатов

Термоголовка для отопительных радиаторов может иметь один из двух видов термостата:

  • автоматический;
  • ручной.

Принцип балансировки системы отопления с помощью ручного термостата прост: поворот вентиля приводит к тому, что шток клапана сдвигается с места, изменяя просвет трубы в соответствии с выбранным значением температуры. Эффективность прибора в таком случае несколько ниже, а ручка клапана может со временем выйти из строя из-за частого механического воздействия.

В конструкцию автоматического регулятора входит сильфон. Часто такие термоголовки оснащаются цифровыми датчиками и дисплеями, что делает процесс настройки температуры совсем простым.

Конструкция клапана

Термостат нужен для регулировки температуры ручным или автоматическим способом. Вторая основная деталь термоголовки – клапан – нужна для того, чтобы напрямую воздействовать на поток теплоносителя, регулируя диаметр просвета подающей трубы. Клапан может устанавливаться на прямом или угловом участке контура и выполняется по одному из двух стандартов: RTD-G или RTD-N. Выбор конкретного вида устройства основывается на типе схемы отопления, а стандарт подбирается исходя из диаметра трубы подводящего контура.

RTD-G может пропускать через себя большее количество теплоносителя и рассчитан на следующие ситуации:

  • однотрубные системы отопления;
  • многоэтажные дома;
  • частные дома с двухтрубной системой с естественной циркуляцией.

Однотрубные системы должны оборудоваться байпасами в обязательном порядке, если радиаторы оснащаются терморегуляторами.

RTD-N подходит для:

  • домов с принудительной циркуляцией теплоносителя в контурах обогрева;
  • многоэтажных новостроек с двухтрубным отоплением.

Выбор оптимальной термоголовки

Термоголовка для отопительных радиаторов должна быть правильно установлена.

Первым параметром, на основе которого делается выбор, является тип наполнителя, если регулятор автоматический. По этому принципу термостаты делятся на два типа: жидкостные и газовые. Устройства первого типа более точно подстраивают клапан под нужды жильцов, но тепловая инерция таких приборов выше, чем у газовых регуляторов. Газонаполненные термоголовки балансируют температуру менее точно, но быстрее.

Второй принцип выбора – тип подачи сигнала на клапан. Термоголовки для радиаторов могут приводиться в действие исходя из температуры:

  • воды в трубах;
  • воздуха в комнате;
  • воздуха вне помещения.

Регуляторы первого типа менее точны – погрешность настройки может варьироваться в пределах 1 – 7 градусов. Часто такой разброс не устраивает потребителя, поэтому чаще всего используют регуляторы, получающие информацию от воздуха. Они чувствительно реагируют на изменение баланса температур между радиатором и воздухом в комнате и подстраивают поток воды, сохраняя нужные условия в автоматическом режиме.

Управление может быть прямым или электрическим. В первом случае термостат будет получать информацию об изменении температурного режима от теплоносителя. Изменение режима осуществляется путем вращения ручки клапана, на которую нанесена шкала.

Электрическое управление делится на два подтипа:

  • управление циркуляционным насосом или отопительным котлом;
  • подача сигнала на механические клапаны, установка которых производится рядом с радиатором – в таком случае можно настроить все радиаторы одним движением.

Размещение термоголовок

Датчики могут быть выносными и встроенными, регулировка может быть прямой или дистанционной.

Балансировочные клапаны со встроенным датчиком более распространены. Располагаются они путем встраивания механизма в трубу подающего контура. Установка радиаторов должна проектироваться с учетом следующих нюансов:

  • если придется монтировать регулятор вертикально, нужно выбирать устройство другого вида, так как конвекция теплого воздуха сильно скажется на точности автоматической балансировки. Регулировка будет осуществляться с большой погрешностью, так как будет основываться на теплом воздухе рядом с радиатором, а не на температуре основной массы воздуха в помещении;
  • датчик должен быть установлен строго горизонтально (параллельно полу).

Термоголовка для алюминиевых радиаторов с выносным датчиком температуры используется в следующих случаях:

  • радиаторы смонтированы таким образом, что сильфон термостата наглухо завешен занавеской, и доступ воздуха к механизму затруднен;
  • потоки теплого воздуха будут оказывать влияние на функционирование встроенного термодатчика;
  • радиатор располагается под окном, из которого сквозит холодный воздух с улицы;
  • вертикального расположения термостата отопления не избежать.

Выносной термодатчик соединяется с основной конструкцией термоголовки с помощью тонкой трубки достаточной длины.

Установка дистанционного электрического управления предполагается в тех ситуациях, когда отопительные приборы смонтированы в недоступных для удобной ручной регулировки местах. Например, если встраиваемые в пол конвекторы закрыты декоративной решеткой.

При монтаже термоголовки на биметаллические радиаторы или приборы другого типа нужно следовать главному правилу: чтобы датчик адекватно реагировал на изменение температуры воздуха в помещении, этот воздух должен иметь возможность свободно циркулировать вокруг чувствительной части механизма.

Лучшее  решение – установка термостата параллельно полу, так как в этом случае на него не будут действовать теплые потоки воздуха от трубы и самого отопительного прибора (горячий воздух идет вертикально вверх). Еще одно правило, которое должно быть соблюдено: стрелка на корпусе устройства должна быть направлена в сторону потока горячей воды в контуре, иначе все сразу придет в негодность.

Выносной датчик необходим в следующих ситуациях:

  • установка прибора отопления производится в нише;
  • глубина прибора превышает 16 см;
  • термоголовка для отопительных радиаторов закрыта шторой;
  • над радиатором имеется широкий подоконник, установленный на расстоянии менее 10 см от верхнего края отопительного прибора;
  • имеет место вертикальное расположение механизма балансировки.

Из всех этих условий именно занавески оказывают наибольшее влияние на эффективность балансировки. Они становятся экраном, не позволяющим датчику реагировать на условия в комнате. Их можно отодвинуть, чтобы дать воздуху доступ к сильфону, но выносной датчик решит эту проблему проще..

Монтаж термоголовки

Перед осуществлением монтажа нужно перекрыть теплоноситель в отопительном контуре. После слива воды можно начинать установку регулирующих клапанов на радиаторы. Монтаж производится следующим образом:

  • трубы на небольшом расстоянии от радиатора обрезаются;
  • старая запорная арматура демонтируется;
  • от клапанов отсоединяются хвостовики, после чего они заворачиваются внутрь пробок отопительного прибора;
  • собирается обвязка и монтируется на выбранное место;
  • трубы соединяются.

Механизм должен быть сонаправлен потоку воды в контуре.

Настройка температуры может производиться в пределах 6 – 26 градусов. Заданная температура будет поддерживаться автоматически. Для регулировки нужно повернуть ручку термостата до совмещения насечек с метками на корпусе. Эти метки соответствуют определенному температурному режиму.

Термоголовка для теплого водяного пола: принцип работы термоголовки Rtl

Способы регулировки температуры теплых полов, RTL-регулировка и другие методы

Сделать схему теплого пола проще и дешевле помогут регуляторы обратного потока – RTL-краны. Самые известные фирмы, выпускающие оборудование для отопления, предлагают потребителям свои термостатические RTL-краны, — ограничители потока для теплого пола. В чем особенности такой регулировки температуры, — рассмотрим далее. Также, — как обычно регулируется температура теплого пола и какая она нужна….

Какая температура должна быть

Наибольшей комфортной температурой теплого пола считается 28 градусов. Комфортная температура для длительного применения настраивается индивидуально по предпочтениям. Но обычно она ниже, — 22- 26 градусов, чтобы покрытие полов «стало незаметным».

В отдельных помещениях, где не присутствуют постоянно, обычно неплохо, если температура будет несколько больше, – до 32 градусов. Это прихожая (веранда), туалет, ванная.

Чтобы поддержать температуру на заданном уровне применяются два разных способа.

Способы поддержания температуры теплого пола

Первый способ основан на стабильной высокой скорости движения теплоносителя.
Чтобы температура теплого пола была стабильной в него нужно подавать определенное количество тепловой энергии с помощью теплоносителя. Теплоноситель подготавливается с заданной температурой и в значительном объеме проходит по контуру.

Объем должен быть таким (скорость движения должна быть такой), чтобы на выходе из контура температура жидкости не уменьшилась больше чем на 10 градусов. Тогда в пределах контура разница температур будет незначительной и малозаметной. Например, в контур подается 45 градусов, на исходящей будет 35 градусов. А температура поверхности может быть 28 градусов.

Второй способ заключается в том, чтобы подавать жидкость большой температуры, но прерывисто, порциями. Порция горячей жидкости довольно быстро (за несколько минут) заполняет контур, после чего ее движение останавливается.

Жидкость остывает и отдает энергию стяжке. Теплоемкая стяжка постепенно поглощает и рассеивает энергию, не перегреваясь в месте нахождения трубопровода. Как только теплоноситель остывает до заданного значения, в контур снова подается порция горячей воды.

Например, в контур может подаваться жидкость 75 град, а ее замена будет производиться после остывания до 30 градусов. Вследствие распределения тепла в массивной стяжке на поверхности пола будет все время поддерживаться около 28 градусов.

Схема регулировки температуры смесительным узлом

Чтобы регулировать температуру по первому способу, поддерживая значительную скорость движения жидкости, нужно установить смесительный узел, в котором вода подготавливается до заданной температуры.

Теплоноситель с котла поступает 65 – 80 градусов. Чтобы уменьшить температуру до требуемых 40 -50 градусов, устанавливают узел смещения, который часть обратки с теплого пола с температурой 30 — 35 градусов подает на вход в контура. В результате на входе термостатической головкой, регулирующей соотношение входящих потоков, поддерживается заданная температура, например, 45 градусов.

Такую схему не сложно собрать самостоятельно, что будет дешевле. Основа – трехходовой клапан, шток которого регулируется термоголовкой. Управляющий элемент термоголовки целесообразней установить на другой ветви. Место установки насоса и трехходового клапана (подача/обратка) значения не имеет. Но насос обязательно должен устанавливаться в контуре коллектора теплого пола (за трехходовым клапаном по подаче), иначе трехходовой клапан работать не будет.

Настраивая термоголовку на определенную температуру обратки, мы можем задавать температуру теплых полов в широком диапазоне.Но для получения более холодных контуров остается только уменьшать скорость движения в них теплоносителя с помощью регулировочных кранов на коллекторе.

Схема регулировки температуры теплых полов ограничителями потока

Второй способ порционной подачи горячей жидкости в контуры теплого пола осуществляется с помощью термостатических кранов RTL (регуляторов потока). Смесительный узел не применяется – в контур подается теплоноситель высокой температуры, которая нужна для радиаторной сети.

На обратке каждого контура устанавливается кран RTL с термоголовкой RTL, который открывается при остывании жидкости до заданной температуры. Как только температура проходящей жидкости повышается больше заданного значения (контур наполнился горячей водой), кран почти полностью перекрывает ее движения до ее остывания.

Эти краны устанавливаются только на обратку, чтобы оперативно реагировать на изменение температуры в контурах. Фактически краны RTL регулируют поток, – количество в единицу времени (литр/минуту). Они работают в зависимости от теплопотерь каждой комнаты (контура, участка стяжки ограниченного температурными швами), в зависимости от того насколько быстро остывает стяжка.

Особенность конструкции кранов RTL и унибоксов RTL

В кране RTL имеется латунный или медный сердечник, который плотно соприкасается с таким же сердечником устанавливаемой термоголовки RTL, поэтому температура весьма быстро передается на ее рабочее тело.

Термоголовка RTL реагирует только на температуру жидкости. Если она превышает заданный регулировкой уровень, кран перекрывает поток.

Термоголовка RTL с виду весьма похожа на обычные термоголовки, которые устанавливаются на радиаторы, и которые измеряют температуру воздуха. Поэтому зачастую возникает недоумение – как головка на коллекторе «по воздуху» регулирует теплый пол в спальне….

Унибокс RTL представляет из себя кран и термоголовку объединенную в одном корпусе, который отдельно можно вмонтировать в стену так, что сверху будет одна крышка с термоголовкой, или без нее. Их предназначение – регулировка одного контура теплого пола, например, на этаже имеется теплый пол только в санузле. Применение унибоксов экономически выгодно, так как нет необходимости устанавливать смесительный узел только для одного контура.

Но конструкция может включать в себя не только RTL-головку, но и воздушную термоголовку, чтобы заодно контролировать и температуру воздуха в маленьком отдаленном помещении, где теплый пол может быть единственным отопительным прибором.

Где выгодно применять RTL-регулировку потока в отопительных системах

Конструкция RTL-коллектора весьма компактна. Отсутствуют насос и смесительный узел, а сам коллектор обратки может быть собран из тройников, на входах которых установлены краны RTL с головками. Поэтому эта система целесообразна или незаменима там, где нет места на монтаж объемных конструкций. Например, такое может быть в квартире.

Также система с регулировкой обратного потока весьма выгодна в случае если контуров мало или контур вовсе один. Устанавливать в таком случае целый смесительный узел с насосом просто не выгодно. Применяются унибоксы, о чем сказано выше.

Как применяется RTL-регулировка, в чем ограничения

Контуры теплого пола подключаются к главной подающей магистрали просто параллельно, как ветвь радиаторов или один радиатор. Подача в контур теплого пола осуществляется ответвлением от подающей магистрали. А на обратке из контура устанавливается кран RTL на коллекторе или отдельно стоящий (унибокс), который затем подключается к общей обратке.

Количество контуров с регулировкой обратного потока может ограничивать производительность насоса в котле (в системе).

Следующее ограничение – теплоемкость стяжки. Данная система предназначена для работы с массивной бетонной стяжкой в качестве отопительного прибора, которая может рассеивать высокую температуру от порции воды, не перегреваясь фрагментами поверхностью.
Как сделать стяжку с отопительными контурами

Общее ограничение для применения регулировки обратного потока – длина контуров. Длина контура влияет как на соотношение «временая заполнения/время остывания», так и на общее гидравлическое сопротивление данного ответвления от общей сети. Опыт показывает, что при контурах с трубой 16мм система регулировки RTL отлично работает при длине контуров до 50 метров. Если контура были сделаны длиннее – то нужно устанавливать смесительный узел и пользоваться первым способом.

В спорных случаях может выручить применение 20-й трубы у которой сопротивление будет меньше.
Таким образом для RTL-системы регулировки обратно потока теплого пола стяжку нужно фрагментировать заранее температурными швами, на небольшую длину контуров 35 – 45 м.

Как выбрать термоголовку для теплого водяного пола?

Деятельность целой системы водяного пола основывается в миксерном узле, который отвечает за регулировку системы теплоносителя. Это обуславливается тем, что с отопительного оснащения влага подается с довольно значительным уровнем нагрева (вплоть до 90 градусов), а в поверхности пола данный коэффициент должен быть небольшим (не больше 40 градусов). За поддержку нормальной температуры теплоносителя несет ответственность термоголовка, которая находится на заслонке.

В смесителе совершается смешивание жидкости, которая протекает со значительной температурой. В итоге дает возможность посылать в водяные контуры с необходимой температурой.

Трехходовой гидроклапан

Данный гидроклапан обладает тремя проходами. Из них два служат для поступления водяных потоков, третий проводит котел в конструкцию водяного контура. Чтобы не допустить коррозии метала, блок-корпус производят из нержавеющего металла. Во время работы тепловой пол отлично реагирует на окружающую среду, изменяя положения буксов и управляя степенью разогрева жидкости на выходе. Термоголовка оснащена измерителем, который передает сигналы приводу (закрыть или открыть клапан).

Она в обязательном порядке должна стоять в горизонтальном положении.

Особенности трехходового клапана:

  • он несложен в установке;
  • в нем возможна механическая и автоматическая настройка;
  • он отличается долговечностью;
  • ему присуща средняя цена;
  • в нем присутствует химическая и гидрозащита.

Двухходовой гидроклапан

Двухходовая разновидность является снабжающим клапаном. На него ставят специальную термостатическую головку, которая удерживает контроль над температурой теплоносителя. В итоге термоголовка водяного пола перекрывает и раскрывает гидроклапан, регулируя степень подачи теплового носителя от котла.

Особенности данного клапана:

  • безопасность и устойчивость температуры пола;
  • постоянное перемешивание прохладной жидкостью;
  • отсутствие сторонней подпитки.

Советы по выбору

Подбор модели терморегулятора для водяного пола зависит от нескольких обстоятельств: объема здания, подключения котла, обшивки пола, климата окружающей среды, доступности добавочных или главных отопительных систем.

Критерии покупки:

  • Цена. Самыми выгодными разновидностями являются изделия механического типа. Они лучше в работоспособности, их практически невозможно вывести из строя по неаккуратности. Подойдут такие терморегуляторы тем, у кого есть дети.
  • Многофункциональность. Электронные изделия отлично контролируют тепло в комнатах.
  • Программируемость. Данный критерий позволяет обеспечить в каждой комнате дома максимально комфортные условия.

Механический терморегулятор: принцип работы

Если воздушное пространство в комнате нагревается до требуемого уровня, рабочая сфера в сильфоне под влиянием тепла расширяется, отчего заставляет гидроцилиндр выпрямляться. Шток, объединенный с сильфоном, устремляется вперед, оказывая давление в гидроклапан, вплотную придавливая его к пропускному отверстию. При этом подача теплоносителя в батарее (отопления) останавливается.

Уже после того, как оставшийся в батарее отопления носитель охладился, смесь (либо газ) в термоэлементе сдавливается, вызывая снижение его стенок, что приводит к открытию клапана. Нагретый теплоноситель поступает в систему, затем ход действий начинается сначала.

Электронные терморегуляторы

Существует незначительный числовой дисплей и ряд клавиш. На дисплее отображаются текущие характеристики системы, либо выставляемые. Клавиши (зачастую со стрелками «вверх» и «вниз») предназначаются с целью изменения температуры. Программируемые регуляторы температуры дают возможность сохранять стабильную температуру пола, можно автоматически менять ее в конктерные дни недели, либо время суток.

Имеются модификации, которые наравне со стационарным блоком управления на стене имеют портативный пульт управления. Определенные модели дают возможность распоряжаться работой посредством персонального компьютера, либо планшета, что довольно удобно. Данные приборы могут осуществлять контроль нагреванием пола.

Водный утепленный пол — лучший ресурс тепла, с его помощью в атмосферу жилища вносится удобство и комфорт.

О том, как обеспечить точную регулеровку температуры теплого пола своими руками, вы можете узнать далее.


Виды термоголовок для регулировки теплого пола, их конструкция и варианты установки

Чтобы в отапливаемом помещении постоянно поддерживалась комфортная температура, в схему отопления включают термоголовки. Этот элемент выполняет функцию непрерывного мониторинга температуры теплоносителя в системе и регулирует его поток.

Термоголовка является частью функционального узла в паре с термоклапаном. Термоклапан управляется термостатом, который реагирует на изменения температуры теплоносителя или температуры окружающего воздуха. В схеме подключения он может выполнять отсекающую или смешивающую функцию.

Термоголовка

Термоголовки незаменимы для теплого пола, так как при подключении к нагревательным котлам температура воды на подаче будет слишком высокой для пола.

Устройство и принцип работы термоголовки

Конструктивно термоголовка представляет собой термодинамический механизм, в котором используется способность веществ расширяться при нагревании. В ее корпусе расположена емкость с реагирующим на нагрев веществом, под емкостью установлен толкатель штока клапана. Принцип работы термоголовки такой:

  • В корпусе термостата расположена емкость (сильфон), заполненная жидким или твердым веществом. Стенки сильфона гофрированные, поэтому он способен растягиваться.
  • При нагревании вещество внутри сильфона расширяется, и он растягивается, оказывая давление на шток клапана. Система сбалансирована при помощи пружины.
  • При остывании сильфон возвращается в прежнее состояние и перестает давить на шток.

Схема внутреннего устройства

Термоголовки могут продаваться отдельно, но обычно они идут в комплекте с вентилем.

Важно! Лучше приобретать готовые комплекты, так как не все краны и головки подходят по шагу резьбы и по посадочному месту.

В зависимости от типа вентиля, такие комплекты могут называться угловыми, прямыми термоголовками. Выбор подходящего типа полностью зависит от конфигурации системы.

По типу наполняющего сильфон вещества термостатические головки бывают жидкостные, парафиновые и газовые.

Термостатическая головка с внешним датчиком

Жидкостные устройства инерционные, они срабатывают не так быстро, как газовые, так как требуют большего времени на нагрев и остывание. Но они более точные. Газовые приборы работают с высокой амплитудой погрешности, они более чувствительны к внешним температурным помехам (сквознякам). На термостатические головки часто наносятся мнемосхемы, обозначающие температурные зоны. Градуированная шкала для таких устройств неэффективна из-за погрешностей.

По способу управления термоголовки бывают ручные (механические) и электронные. Механические термостатические головки оборудованы поворотной ручкой с радиальной шкалой. Значение одного деления шкалы – 2-5 градусов (в зависимости от модели). Управление осуществляется поворотом ручки головки и выставлением ее на нужное деление. При этом увеличивается расстояние между деталями механизма передачи давления от сильфона на шток.

Электронная термоголовка

В электронных устройствах управление температурными параметрами осуществляется при помощи дисплея, а воздействие на шток может осуществляться электроприводом. Эти устройства дороже, но они позволяют с высокой точностью устанавливать температурный режим или программировать суточные изменения.

По способу контакта термостата с поверхностью трубы термоголовки бывают накладными и с погружным или воздушным датчиком. Контактный термостат нагревается в месте установки. По конструкции термоголовки с выносным температурным датчиком точно такие же, как и накладные, описанные выше, только сильфон термостата соединен капиллярной трубкой с внешним выносным герметично запаянным баллончиком. Он заполнен тем же газом, что и сильфон. Расширение сильфона происходит при нагревании дистанционно удаленного баллончика. В системе теплых полов применяют именно такие приборы.

Управление режимом обогрева пола

Термоголовки являются недорогим и эффективным решением для контроля над температурой теплоносителя в контуре пола. Из котла выходит теплоноситель с постоянной температурой 70-90 градусов. Получить комфортную температуру пола при помощи термостатических головок можно такими способами:

  • Осуществлять периодическую кратковременную подачу горячего теплоносителя в контур пола. Теплоноситель заполняет контур, и подача прекращается до тех пор, пока он не остынет до установленного предела.
  • Смонтировать систему, в которой подача теплоносителя будет постоянной, но с подмешиванием к подаче остывшей воды из обратки.

Система с кратковременной подачей монтируется в помещениях с небольшой площадью. Обычно это ванные или участки пола, покрытие керамикой. В систему на подаче подключается двухходовой клапан, оборудованный термоголовкой и выносным датчиком пола. После заполнения контура пол прогревается, датчик срабатывает, и клапан запирает поток теплоносителя. После остывания стяжки происходит очередное открывание клапана и заполнение системы горячей водой. Такая схема является экономичной альтернативой смесительному блоку при монтаже коротких систем подогрева. Таким способом лучше всего подключаться к обратке радиаторного отопления, так как поступление в контур пола практически кипятка не приветствуется из-за риска порчи всей конструкции.

У специалистов есть недоверие к способу порционной подпитки контура горячей водой. Логика работы схемы простая, но на практике не все так гладко. Главный аргумент – неравномерный прогрев трубы. На входе температура будет 80 0 , а на выходе, где сработал датчик, – 30 0 . Понятно, что такой пол не будет равномерно прогреваться. Поэтому тут необходима специальная система укладки труб, чтобы участки, находящиеся ближе к входу, укладывались рядом с трубами со стороны подачи. Это еще одно подтверждение, что такая схема не годится для больших помещений.

Клапаны с термоголовкой серии RTL, не имеющие выносного датчика, специально разработаны для тёплого пола. Они устанавливаются на обратную трубу и поддерживают постоянную температуру теплоносителя, независимо от температуры пола. В них есть возможность регулировать верхний порог температуры (обычно не выше 40 0 ). При установке таких моделей необходимо придерживаться общих правил монтажа. Головку РТЛ желательно устанавливать в горизонтальное положение. При этом нельзя устанавливать верхний порог температуры ниже, чем температура окружающего воздуха в помещении. Эта система выполняет точечные «впрыскивания», за счет чего сохраняется определенное постоянство движения теплоносителя, и нет перегрева контура.

Схема подключение с трехходовым клапаном

При втором способе необходимо установить в систему на подаче трехходовой клапан с термоголовкой и датчиком пола. От обратной трубы через тройник делается подводка к третьему выходу клапана.

Важно! При этом необходимо правильно подключить клапан, чтобы выход на подачу всегда оставался открытым.

Термоголовка устанавливается на клапан через специальную запирающую буксу. При нагревании датчика шток клапана смещается, при этом внутри корпуса открывается просвет для подмешивания остывшей воды из обратки и сужается просвет подачи. Так в систему будет постоянно поступать теплоноситель установленной температуры. За счет того, что поток воды будет непрерывным, поверхность пола будет прогреваться до комфортных 28 градусов. При этом можно не опасаться, что от слишком высокой температуры теплоносителя могут испортиться трубы или растрескаться стяжка. Без такой схемы не обойтись, если теплый пол подключен к одному смесителю с контуром радиаторов, питающимся от котла.

Кроме того, схема с подмешиванием холодной воды подходит для обогрева больших помещений и будет поддерживать постоянную температуру.

Видео по монтажу электронной термоголовки RTL от контура радиаторов на балконе:

Термоголовки позволяют смонтировать недорогие и небольшие системы теплых полов, при этом можно обойтись без дорогой коллекторной группы.

Функциональная роль термоголовки в системе управления теплым полом

Как же приятно зимой ходить по теплому полу и не бояться замерзнуть – особенно важен такой тип отопления в доме, где растут дети. Теплый пол – это удобная альтернатива классическому или электрическому отоплению в доме. Еще совсем недавно представить нечто подобное было невозможно, но техника быстро дошла и до этого, ведь сегодня подобные системы доступны каждому человеку.

Роль термоголовки

Теплый пол – это самостоятельно установленная система отопления, которая обеспечивает теплым воздухом жилое помещение. Устройство бесперебойной работы подразумевает серьезные требования и к установке оборудования, и к эксплуатации. За ответственность бесперебойного обогрева водяного теплого пола отвечает термоголовка. Она же и является стабильным индикатором температуры, которую необходимо держать под контролем.

Принцип работы термоголовки

Правильное смешивание горячей и холодной воды в идеале должно соответствовать показаниям датчика.

Существуют стандарты, которые включают в себя степень нагрева внутри системы до 90 градусов, в то время как сам пол не должен быть выше показателя 40 градусов. Оптимальная рекомендуемая температура – 22 градуса. Исправная работа термоголовки является залогом бесперебойной работы всей системы.

Преимущества и недостатки

Такой обогрев имеет ряд неоспоримых преимуществ, среди которых на первом месте стоит дешевая эксплуатация. Теплый пол обогревает всю комнату по сравнению с навесными электрическими батареями, при эксплуатации которых нагретый воздух поднимается, а пол, по сути, остается холодным.

Подобный отопительный прибор не нарушает баланс влажности воздуха в помещении, что является также неоспоримым плюсом.

Теплый пол не обладает какими-то критическими недостатками, но некоторые нюансы стоит все-таки учесть. Трудоемкость монтажа предъявляет серьезные требования к подготовке площади. Серьезным неудобством может послужить протечка трубопровода во время эксплуатации, ведь в случае ремонта придется вскрывать напольное покрытие. Такой пол нельзя установить в труднодоступных местах (на лестнице или в небольших помещениях), что требует дополнительного отопительного оборудования.

Особенности системы

За стабильное нагревание температуры пола отвечает термоголовка, которая устанавливается на клапане.

Обычная система включает в себя трубы, термоизоляцию, термоголовку с датчиком, элементы крепления, рантовую ленту, аксессуары для минимизации швов, коллекторы с фитингами и иногда дополнительный пакет насосной группы. Функционирование теплого пола осуществляется в смесительном узле. При поступлении в систему обогрева вода смешивается, чем достигается определенный уровень температуры.

Функция термического клапана

Термоголовка и термоклапан являются неотъемлемым элементом механизма радиаторного отопления. При подключении системы на клапан приходят показания температуры, которые можно регулировать. Сегодня распространены двухходовые и трехходовые клапаны. Термоголовка и термический клапан – это «сердце» теплого пола.

Монтаж

Установка теплого пола – дело хлопотное и, как может показаться сначала, затратное. Однако впоследствии выгода и польза очевидна. Как показала практика, при эксплуатации такая система оказывается дешевле и практичнее других видов, но при этом монтаж обойдется дороже, чем для других систем. Все затраты окупятся, и в итоге отопительный сезон поможет сэкономить до 20%. Доверить монтаж такого пола лучше квалифицированным специалистам, что может гарантировать безопасность.

Советы по выбору

Лучше всего приобретать готовый комплект, в который уже входят все краны и другие необходимые комплектующие. Для разных объемов площади есть свои системы укладки, поэтому метод установки оборудования для маленькой квартиры не подойдет для большого дома.

При правильной установке такой пол не должен быть виден под паркетом. Стоит учесть, что чем больше функций программирования теплого пола, тем он будет дороже. Например, для разных комнат можно выбрать, соответственно, разные температуры.

При выборе той или иной схемы обогрева всегда необходимо учитывать объем обогреваемого помещения.

В целях экономии под шкафами, диванами и другими видами мебели пространство не утепляют.

Нужно тщательно выбирать материал теплоизолятора, от которого во многом зависит долговечность системы – пеноплекс и пенопласт являются самыми распространенными вариантами.

Правила установки

При несоблюдении правил установки механизма возможна некорректная работа или полный выход из строя системы. Как заявляют производители, при правильной установке и эксплуатации теплый пол может прослужить до 50 лет его владельцу, поэтому к такому приобретению важно подходить основательно.

Отзывы

Многочисленные отзывы говорят о том, что водяная система отопления является популярной в силу своей экономичности и доступности. Среди факторов и критериев выбора люди подчеркивают безопасность по сравнению с электрическими системами.

Среди распространенных производителей можно отметить бренды WOLF, ACV, VAILLANT, CTC. Трубы и другие комплектующие на рынке предлагают такие компании, как OVENTROP, WIRSBO, UNIVERSA, AQUATHERM и PURMO.

О том, какая функциональная роль термоголовки в системе управления теплым полом, смотрите в следующем видео.


Функциональная роль термоголовки в системе теплого пола

Обустройство эффективного теплого водяного пола предъявляет серьезные требования к обеспечению его бесперебойной работы в соответствии с нормативными показателями. Одной из деталей, содействующих выполнению этой задачи, является термический клапан.

Термоголовка с погружным зондом

Особенности, функционал

Функционирование всей конструкции водяного пола базируется в смесительном узле, который исполняет важную роль регулятора температуры теплоносителя. Это обусловлено тем фактом, что от отопительного оборудования вода подается с достаточно высокой степенью нагрева – до 90°С, а на поверхности пола этот показатель не должен быть выше 40°С.

Функционирование системы водяного теплого пола

За сохранение стабильного значения температуры теплоносителя несет ответственность термоголовка, которая устанавливается на клапане. В смесителе происходит перемешивание жидкостных потоков, идущих с высоким нагревом с подачи и охлажденных из обратки или водопровода, что позволяет направлять в водяные контуры теплоноситель с нужной температурой.

Трехходовой клапан

По конструкционному решению трехходовой клапан имеет три отверстия, два из которых служат для поступления смешиваемых водяных потоков, а третий отводит теплоноситель в систему водяного контура. Схема обвязки предусматривает на обратке разветвление, позволяющее излишки охлажденного теплоносителя отправлять в водонагревательное устройство.

Строение трехходового термостатического смесительного клапана

Корпус трехходового клапана изготавливается из материалов, устойчивых к коррозии, например, из бронзы. К основной детали этого устройства относится термоголовка, которая устанавливается на шток через специальную буксу.

Она во время функционирования теплого пола реагирует на окружающую температуру, изменяя расположение буксы и регулируя в соответствии с выставленными значениями степень нагрева воды на выходе.

Для считывания температуры термоголовка оснащена датчиком, передающим сигналы приводу, который в зависимости от полученных значений закрывает или открывает клапан. Монтируется он так, чтобы термоголовка занимала горизонтальное положение. При длине трубопровода свыше 40 метров для прогонки воды по контурам устанавливается циркуляционный насос.

Двухходовой клапан

Схема обвязки удобного в эксплуатации теплого пола с трехходовым клапаном привлекательна его универсальностью. Но следует учитывать, что для небольших обогреваемых помещений можно использовать более дешевый двухходовой клапан, в конструкции которого также имеется термоголовка, оснащенная датчиком. Это устройство подает охлажденный теплоноситель постоянно, а горячая жидкость поступает по мере необходимости.

Смесительный узел для тёплых полов на двухходовом клапане

Схема узла с двухходовым клапаном

После смешивания жидкость с установленной температурой, контролируемой датчиком, подается на коллектор. На обратном контуре дополнительно ставятся два обратных клапана, не позволяющие потоку двигаться в возвратном направлении.

Ограничитель возвратной температуры

Регулятор Unibox Rtl Oventrop, ограничивающий степень нагрева обратного потока, применяется на незначительной площади теплого пола 2 . Диапазон нормируемой температуры составляет 20-50°С и зависит от показателя, устанавливаемого посредством термоголовки, благодаря чему степень допустимого нагрева поддерживается автоматически.

Регулятор для водяного теплого пола Unibox Rtl Oventrop

Подобная схема предполагает проводить установку Unibox Rtl Oventrop так, чтобы теплоноситель при циркуляции прошел весь контур теплого пола и только потом – через Rtl-регулятор.

Принцип его работы отличается от функционирования смесительного узла, где для достижения необходимой температуры происходит перемешивание жидкостных потоков с разной степенью нагрева, регулируемое клапаном.

Подобная обвязка предполагает подачу горячего теплоносителя порциями, благодаря чему перегрева не возникает. Также способствует сглаживанию температуры инерционная стяжка.

Конструктивные размеры клапанов Rtl

При оборудовании системы водяного обогревательного контура клапаном Rtl следует учитывать, что выставляемая на ограничителе жидкостного потока, идущего обратным потоком, температура не должна быть ниже значений воздуха в помещении.

Если это требование не соблюдается, то возможно возникновение нестабильного некорректного функционирования Rtl регулятора.

Конструктивно он состоит из корпуса, ограничителя предельного хода штока, а также жидкостного датчика, благодаря которому осуществляется передача данных о температуре проходящего потока для поддержания заданного значения нагрева в автоматическом режиме.

Схема регулирования водяного теплого пола

Открывается Rtl клапан только в случае, если максимальное значение не было достигнуто. Также используется подобный регулятор при оборудовании теплого водяного контура комбинированного типа, когда теплоноситель поступает параллельно в радиаторы и в систему.

Разнообразие вариантов подключения водяного обогревательного контура позволяет рационально решить, какая схема будет подходящей для конкретных условий. В загородных домах при установке локального котла с регулируемой температурой выходящего водного потока есть возможность прямого подключения без дополнительных узлов, призванных понижать степень нагрева теплоносителя.

Видео: Простой способ регулировки температуры теплого пола


Как работает термоголовка для тёплого водяного пола?

Внутри отапливаемой комнаты должна быть постоянно комфортная для человека температура воздуха. С этой целью в проект обогрева помещения включается термоголовка для теплого пола водяного.

Элемент в процессе функционирования непрерывно отслеживает градус воды или антифриза в системе, проводит корректировку интенсивности циркуляции.

Термоголовка и термоклапан – неотъемлемые части конструктивного узла. Без клапана системе не обойтись, поскольку он управляет работой термостата и его чувствительностью к колебаниям тепла в воздухе снаружи или в воде внутри контура. Функции узла с термоагрегатами – отсекающие или смешивающие.

Термоголовка для теплого пола водяного крайне необходима, поскольку теплые полы – низкотемпературные системы, а попадание в них слишком горячей воды испортит контур и вызовет сбой работы.

Читайте в статье:

Как выбрать термоголовку?

В системе нагрева напольного покрытия есть миксерный узел, важнейший элемент, отвечающий за изменение параметров греющего контура. Это связано с тем, что влага с отопительного оборудования поступает в трубопровод слишком горячей, порой до 90 градусов тепла, а внутри стяжки может быть только максимум 40 градусов тепла.

Чтобы не перегреть систему, на заслонке обустраивается термоголовка, поддерживающая допустимые параметры теплоносителя. Смеситель отвечает за сведение температур разных потоков, в итоге в водяной контур поступает антифриз или вода нужной и допустимой температуры.

Термоклапан системы отопления

Термоголовка устанавливается строго горизонтально и имеет в составе специфический измеритель, передающий в электропривод сигналы о закрытии или открытии клапана. Гидроклапан имеет три хода для теплоносителя, из которых два используется для подачи воды в смеситель, а третий отвечает за подачу общего потока в трубопровод.

Блок изготавливается из нержавейки, поскольку работать устройству приходится в постоянно влажной среде и есть риск образования коррозии. В рабочем режим полы чутко отвечают на изменения тепла в помещении, автоматически регулируя подогрев циркулирующей жидкости внутри.

Как работает термоголовка?

Терморегулятор состоит из механизма с термодинамическими параметрами, основанными на элементарных физических качествах вещества – расширении при высоких температурах. В корпусе термоголовки есть специальная емкость с веществом, отвечающим на нагрев, а под ней – толкатель для клапанного штока.

Термоголовка для теплого пола работает следующим образом:

  1. Внутри термостата находится сильфон с твердым или жидким веществом. Стенки его сделаны гофрированными, что дает емкости способность к растяжению;
  2. Когда повышается градус, сильфон расширяется, стенки растягиваются и давят на клапанный шток. Баланс системы поддерживается пружиной;
  3. Когда сильфон остывает, его размеры восстанавливаются и перестают оказывать давление на шток.

Термоголовка для теплого пола продается отдельно или с вентилем в комплекте. Покупка комплекта оптимальна, потому что в таком случае резьба и посадочные места кранов и головки идеально совпадают.

Комплектация производится разными типами вентилей, поэтому бывают прямыми или угловыми термоголовками. Выбрать нужный вариант можно по конфигурации отопительной системы.

Виды термоголовок

По веществу в сильфоне термоголовки бывают газовые, жидкостные или на парафиновой основе. Жидкостные – инерционные, работающие медленнее, долго нагревающиеся и остывающие, но самые точные.

Газовые имеют большую погрешность и уязвимы для сквозняков. Внутри головки есть мнемосхема, на которой отмечены зоны с температурами.

Термоголовка может управляться механически или электронно. Ручные, с механическим управлением, имеют радиальную шкалу с отметками по 2…5 градусов. Поворот ручки увеличит расстояние между элементами и повысит давление на шток.

Электронные устройства управляются дисплеем, а на шток давит электропривод. Такое оборудование дороже, но отличается высокой точностью.

Термостат контактирует с поверхностью несколькими способами, поэтому термоголовка может быть накладной, с воздушным датчиком или погружного типа.

Терморегулятор нагревается на месте фиксации, а накладные и воздушные соединяются с датчиком запаянной трубкой капиллярного типа. Сильфон расширяется от нагрева баллончика, расположенного дистанционно – такие агрегаты используются в теплых полах.

Изменение рабочих режимов теплого пола

Терморегулятор – эффективное решение для отслеживания температуры воды в греющем контуре. Этот способ недорог и доступен практически каждому владельцу. Котел нагревает воду до 90 градусов, а в полы должна поступать вода с температурой в два раза ниже.

Нужного градуса можно достигнуть благодаря термостатической головке:

  • Подача горячей воды кратковременно – вода заполняет трубопровод, подача заканчивается до момента ее остывания до приемлемой температуры;
  • Постоянная подача воды с подмешиванием прохладного теплоносителя из возвратной трубы.

Периодическая кратковременная подача

При кратковременной подаче воды система работает на небольшом пространстве – ванная, керамический пол в туалете, душевая и другие места. В месте подачи работает клапан с двумя ходами, датчиком пола выносного типа и термоголовкой.

Как только контур заполняется теплоносителем, срабатывает датчик, поток перекрывается клапаном. Через некоторое время стяжка остынет, клапан вновь откроется и систему заполнит горячая вода. Эта схема экономична и может заменить блок смесителя.

Для теплых полов разработаны специальные термоголовки из RTL-серии, без выносного датчика. Их устанавливают на обратку для поддержания заданной температуры воды без зависимости от прогрева полов. Устанавливая эту модель терморегулятора, автоматика меняет пороговые значения тепла (не более 40 градусов тепла).

Особенность монтажа – установка в исключительно горизонтальном положении. Специалисты из г. Москва не рекомендуют ставить значения воды в полах ниже, чем градус тепла в комнате.

Периодические кратковременные впрыски воды в контур позволяют сохранить стабильное движение по контуру теплоносителя без перегрева системы.

Постоянная подача теплоносителя

Постоянная подача воды требует монтажа трехходового клапана в систему, дополненного датчиком пола и термоголовкой. С использованием тройника делают подводку от обратки к третьему ходу смесительного агрегата. Выход на прямую подачу воды должен быть всегда открыт, поэтому клапан должен быть установлен профессионально и правильно.

Специалисты рекомендуют ставить термоголовку на трехходовой клапан с использованием буксы запирающего типа. Когда датчик нагревается, смещается шток клапана и внутри образуется просвет. В этот просвет поступает прохладная вода из возвратной линии.

Такая последовательность работ позволяет теплоносителю стабильно поступать в контур, при этом температура остается в допустимых пределах. Из-за непрерывности потока напольное покрытие быстро нагревается до 28 градусов тепла и остается комфортным для владельца, а контур не перегревается.

Трубы и стяжка прослужат дольше из-за отсутствия чрезмерно высоких температур. Подмес холодного теплоносителя важен для обогрева больших помещений, где нужна комфортная температура.

ТермоСтатическая Головка с Выносным Проточным Сенсором

Термостатические головки для тёплого пола

Изменение температуры жидкости в датчике приводит к изменению её объёма. Жидкость, находящаяся в термоэлементе перемещается через капиллярную трубку и изменяет длину сильфона. Повышение температуры жидкости приводит к увеличению длины сильфона, снижение соответственно к уменьшению. Сильфон, размещённый в корпусе термоголовки, воздействует на шток клапана и управляет потоком теплоносителя через клапан, на котором установлен корпус термоголовки. Чем меньше промежуточных преград между контролируемой средой и термочувствительной жидкостью, которой заполнен термоэлемент, тем выше точность и скорость отрабатывания термостатической головки.
Рассмотрим применение термостатических головок с выносными датчиками разных типов для управления системами отопления «тёплый пол».

1. Новинка – ТСГ ВПС (ТермоСтатическая Головка с Выносным Проточным Сенсором). Термоголовка ТСГ ВПС создана специально для автоматического управления системами отопления «Тёплый пол». Логика управления базируется на непрерывном контроле изменений температуры теплоносителя в контурах водяного тёплого пола. Изменения температуры теплоносителя на выходе из контура пола характеризуют степень достаточности тепла подаваемого в пол. Если температура теплоносителя, возвращающегося из контура, стала ниже значения, установленного на термоголовке, то это признак недостаточности количества подаваемого тепла и ТСГ ВПС автоматически увеличит подачу теплоносителя в контур или увеличит температуру теплоносителя, подаваемого в систему ТП.

Корпус ТСГ ВПС может устанавливаться как на регулирующий клапан подающей или обратный линии насосно-смесительного узла, так и на регулирующий клапан подающего коллектора теплого пола. Сенсор (датчик) температуры теплоносителя устанавливается на входе или выходе контура «Тёплого пола».
Для монтажа датчик снабжён с одной стороны накидной гайкой с резьбой 3/4″ с другой стороны наружной резьбой 3/4″, по геометрии соединения выполнены под стандарт «Евроконус». В датчик встроена медная трубка, через которую движется теплоноситель. Использование меди обеспечивает одновременно высокую скорость срабатывании термоголовки и точность контроля температуры теплоносителя водяного тёплого пола.
Применение термоголовок с выносным проточным датчиком позволяет создавать:
ТермоАдаптивные насосно-смесительные узлы, управляющие температурой подаваемого теплоносителя в зависимости от реальной потребности в тепле (например: при изменении погодных условий).
Блоки Подключения контуров водяного тёплого пола, без дополнительного насоса, к обратной линии радиаторного отопления или к линии ГВС.
Термоуправляемые Коллекторные Группы, обеспечивающие автоматическое управление контурами водяного тёплого пола.
RTL-клапаны с высокими характеристиками: точность и скорость отрабатывания.

2. Термостатические головки с выносным контактным датчиком контроля температуры поверхности нашли широкое применение в составе насосно-смесительных узлов для водяных теплых полов. Датчик устанавливается в гильзу и контролирует приготовление теплоносителя с температурой, задаваемой по шкале температуры на корпусе головки.

Гильза позволяет применять в насосно-смесительных узлах термостатические головки с датчиками разных диаметров и заменять термоголовки (в случае поломки) без разборки резьбовых соединений.
Учитывая высокую надёжность термоголовок, преимущество создаваемое гильзой превращается в серьёзный недостаток ( Датчик контактирует с гильзой, а не с самим теплоносителем). При такой компоновке скорость реакции термоголовки и точность контроля изменений температуры теплоносителя резко снижается. Контакт теплопередающих поверхностей улучшается при заполнении гильзы жидкостью, однако горизонтальное расположение гильзы в смесительных узлах часто это исключает.
Термостатические головки с выносным контактным датчиком контроля температуры поверхности применяются и для управления по температуре теплоносителя обратной линии. Термостатические головки устанавливают на клапан возвратного коллектора, а датчик-сенсор, через алюминиевый адаптер, крепят к трубопроводу соответствующего контура перед коллектором. Такое использование термоголовки позволяет обеспечить автоматическую балансировку контура, а также скорректировать расход теплоносителя через контур при изменении тепловых потерь помещения, обогреваемого данным контуром.

3. Термостатические головки с погружным датчиком контроля температуры теплоносителя отличаются от головок с контактным датчиком по температуре поверхности, наличием резьбового элемента для установки сенсора непосредственно в теплоноситель.

Исключение промежуточных теплопередающих сред, между датчиком и теплоносителем, значительно увеличивает скорость реагирования термоголовки на изменение температуры контролируемой среды. Более совершенными являются термостатические головки со спиральными датчиками, имеющими более развитую теплопередающую поверхность. При тех же габаритных размерах поверхность теплообмена спиральных сенсоров больше чем цилиндрических в 2-4 раза. Погружной сенсор устанавливается в смесительный узел без гильзы и контролирует температуру теплоносителя, поступающего в подающий коллектор, с увеличенной точностью и скоростью. Применение эффективных элементов существенно влияет на работу всей системы.

4. Термостатическая головка с выносным датчиком контроля температуры воздуха может применяться для регулирования температуры помещения. Рассмотрим реализацию такой функции в системах с насосно-смесительным узлом, скомпонованным на 2-х ходовых регулирующих клапанах.

Источники:
http://dekoriko.ru/pol/vodnoj/termogolovka/
http://laminatepol.ru/17571-termogolovok-dlya-teplogo-pola.html
http://stroy-podskazka.ru/pol/teplyj/termogolovka/
http://kaminyn.ru/tyoplyiy-pol/vodnyiy/termogolovka-dlya-vodnyih-polov.html
http://seti.guru/termogolovka-dlya-teplogo-pola-vodyanogo
http://xn--b1ab1bfdb.xn--p1ai/articles/NewSection_12/

Объяснение термического расширительного клапана (TXV)

Что нужно знать о потоке хладагента

Терморасширительный клапан (TXV) — важная часть оборудования в отрасли HVAC. Клапан используется для регулирования количества хладагента, поступающего в секцию испарителя. Таким образом, он контролирует разницу между перегревом и текущей температурой хладагента на выходе из испарителя. Следовательно, это, в свою очередь, поддерживает стабильную температуру насыщения при текущем давлении кипения.Функция терморегулирующего клапана — это регулирование потока хладагента в испаритель в зависимости от охлаждающей нагрузки. Кроме того, TXV измеряют перегрев на выходе и реагируют на это увеличением или уменьшением количества хладагента, поступающего в испаритель, чтобы попытаться поддерживать постоянный перегрев.

TXV
  • Расширительные клапаны TXV находятся между испарителем и конденсатором в холодильном цикле. Поскольку основной корпус изготовлен из латуни, TXV включает как впускной, так и выпускной клапаны.Входное отверстие находится внизу, а выходное отверстие холодильника — сбоку. На соседней стороне — съемная крышка, где регулируется перегрев. Другие компоненты включают силовую головку, капиллярную трубку и чувствительную лампу, обычно изготовленную из нержавеющей стали.
  • Змеевик определяет перегрев при растяжении, и колба находится на выходе из испарителя. Это необходимо для обеспечения того, чтобы хладагент выкипал и вылетал из испарителя в виде слегка перегретого пара, что предотвращало попадание жидкого хладагента в компрессор.Во избежание повреждения или даже разрушения устройства жидкости нельзя сжимать. Колба содержит отдельный хладагент, чтобы избежать смешивания с хладагентом в остальной части системы.

Перегрев и давление

  • При перегреве хладагент внутри колбы закипает, и по мере его закипания создается давление. После этого давление проходит по полой капиллярной трубке в силовую головку, а силовая головка регулирует поток хладагента.
  • Расширительный клапан имеет съемный картридж, расположенный внутри входа.У него есть отверстие, которое работает с клапаном для управления хладагентом. Картриджи бывают разных размеров в зависимости от необходимой холодопроизводительности и типа используемого хладагента.
  • Хладагент выходит из конденсатора и попадает в корпус клапана через впускное отверстие. Он входит как насыщенная жидкость под высоким давлением и средней температурой. После этого он проходит через корпус клапана и, когда он выходит, выходит из клапана через выпускное отверстие, где происходит преобразование в парожидкостную смесь низкого давления и низкой температуры.Это влияет на фазу давление-температура и регулирует поток хладагента, когда штифт подсоединяется к диафрагме в управляющей головке.

Как работает диафрагма

  • Диафрагма представляет собой тонкий лист металла, который перемещается вверх и вниз вместе со штифтом. Под диафрагмой находится пружина, которую можно отрегулировать для управления перегревом. Чувствительная лампа находится на выходе из испарителя. В результате увеличивается охлаждающая нагрузка испарителя, увеличивается перегрев на выходе из испарителя.Поскольку измерительная колба находится в прямом контакте с трубкой на выходе испарителя, тепловая энергия передается и заставляет хладагент внутри сенсорной колбы расширяться и закипать.
  • Когда хладагент расширяется и закипает, давление внутри него увеличивается. Это давление увеличивается и проходит через капиллярную трубку в камеру над диафрагмой. Впоследствии, когда давление увеличивается, оно давит на диафрагму, и это толкает вниз штифт. Штифт контролирует, сколько хладагента проходит через узел диафрагмы внутри клапана.Штифт, нажимаемый на упор, открывает клапан. Нажатие на стопор увеличивает поток хладагента. По мере увеличения охлаждающей нагрузки испарителя перегрев на выходе увеличивается.
  • Чувствительный элемент на выходе обнаруживает это, и хладагент внутри кипит, вызывая повышение давления вдоль капиллярной трубки. Это давление толкает диафрагму вниз, что толкает вниз штифт, который открывает клапан и позволяет большему потоку хладагента. По мере увеличения потока хладагента перегрев уменьшается, поэтому давление в измерительной лампе и капиллярной трубке уменьшается, что означает меньшее давление, толкающее диафрагму вниз.Затем пружина толкает диафрагму обратно вверх, что заставляет штифт двигаться вверх, и когда штифт поднимается, подпружиненный стопор начинает закрывать отверстие, что уменьшает количество хладагента, который может течь.

Заключение

Клапан постоянно повторяется и стабилизирует клапан, чтобы обеспечить протекание нужного количества хладагента. Наконец, техник может отрегулировать величину перегрева, повернув регулятор влево или вправо. Это изменяет чувствительность устройства и, следовательно, позволяет настраивать расширительный клапан и регулировать перегрев.

Датчики

| Бесплатный полнотекстовый | Дистанционное воздушное оптическое и тепловое зондирование для обнаружения и мониторинга лесных пожаров

Успехи в области обнаружения лесных пожаров с воздуха будут зависеть от разработки новых или более эффективных датчиков и от улучшений в миниатюризации, снижении мощности, доступности и производительности существующих датчиков, которые позволят им использоваться на более широком спектре платформ.

5.1. Инфракрасные датчики
Наиболее эффективные датчики часто основаны на космических датчиках или аналогичны им и устанавливаются в надир на средних или высотных самолетах, используемых для стратегической разведки огня (ресурсы типа 1 в инфракрасной системе ввода USFS [4] ).К датчикам тока относятся датчики Phoenix и AMS, которые обсуждались ранее в этой статье. Дистанционное зондирование лесных пожаров часто основывалось на военных или других гражданских датчиках. В военных приложениях основное внимание уделялось обнаружению целей со скромными различиями температур по сравнению с земным фоном, и поэтому большинство усилий было направлено на разработку инструментов TIR с очень высоким разрешением и очень низким уровнем шума. В гражданских применениях допускается больший шум из-за большей силы сигнала, и часто основное внимание уделяется MWIR для высокотемпературных сигналов, подобных тем, которые используются при обнаружении и картировании пожаров.Более высокий уровень сигнала требует расширенного динамического диапазона, чтобы избежать насыщения, а ограничения по стоимости, весу, простоте использования, потребляемой мощности и охлаждению более важны, чем в военных приложениях. Отдельные датчики могут быть интегрированы в матрицы датчиков (матрицы в фокальной плоскости) или сканироваться оптико-механическим способом по полю обзора системы. Несмотря на это, эти датчики являются сложными, дорогими и требуют значительной инженерной поддержки при эксплуатации [21]. Большинство космических и связанных с ними бортовых детекторов для дистанционного зондирования высокотемпературных явлений (HTE) являются фотонными, хотя все чаще используются тепловые детекторы (например.г., [78]). Оба этих типа детекторов преобразуют ИК-излучение в электрический сигнал, а различия связаны с их разными физическими механизмами восприятия [79]. Фотонные детекторы генерируют электрические сигналы как прямой результат поглощения фотонов на определенных длинах волн, тогда как электрические свойства материалов тепловых детекторов меняются в зависимости от физических изменений, зависящих от температуры. Последствия использования одного метода обнаружения по сравнению с другим имеют большое значение для производства, чувствительности, бюджета мощности, объема и стоимости.Фотодетекторы поглощают фотоны в материале детектора и реагируют высвобождением электронно-дырочных пар с определенной квантовой эффективностью (η; безразмерное отношение количества собранных носителей к тем, которые падают на детектор). Фотонные детекторы могут быть построены на основе различных материалов. Для MWIR такие материалы, как силицид платины (PtSi) и антимонид индия (InSb), имеют пики отклика в или около MWIR и могут быть ограничены этой полосой с соответствующей фильтрацией. Детекторы, изготовленные из соединений теллурида кадмия и ртути (HgCdTe), могут быть настроены так, чтобы реагировать на фотоны в SWIR (1.0–3,0 мкм), MWIR (3,0–5,0 мкм) и LWIR (8,0–20,0 мкм) с помощью изменения соотношения элементов. Фотодетекторы с конструкцией запрещенной зоны (квантовая яма) позволяют настраивать длину волны и обладают узкой селективностью. Например, формирователь изображений Wide-Area Imager (WAI) использует массивы фокальной плоскости инфракрасных фотодетекторов с квантовыми ямами (QWIP) для измерения длин волн MWIR и TIR в узких диапазонах 1 мкм [4] и предназначен для платформ измерения стратегического уровня. При достаточной емкости колодца можно еще больше сузить спектральное окно ИК-диапазонов.Например, спектрорадиометр изображения среднего разрешения (MODIS) MWIR (диапазон 21) использует детектор HgCdTe со спектральным откликом только 0,06 мкм [80]. Электронно-дырочные пары также генерируются термически внутри самого детектора, и этот процесс ограничивает сигнал к коэффициенту шума. Скорость тепловыделения детектора традиционно снижается за счет криогенного или механического охлаждения самого детектора или всей матрицы фокальной плоскости (FPA). Без охлаждения до низких температур генерируемый сигнал изображения чрезмерно искажается шумом, и поэтому устройства не могут работать при комнатной температуре [81].Сложность, стоимость, энергопотребление и размер этих систем охлаждения затрудняют адаптацию этих детекторов для небольших самолетов, микроспутников и платформ БПЛА, что фактически ограничивает их использование только для крупных спутниковых платформ. Требования к охлаждению для систем MWIR, как правило, менее строгие, чем для фотонных датчиков TIR (~ 200 K против ~ 77 K), что делает системы охлаждения MWIR менее сложными и дорогими. Фотонные детекторы могут использоваться на БПЛА и самолетах тактического уровня. Фотонные устройства FLIR использовались на вертолетах и ​​самолетах с неподвижным крылом до того, как их вытеснили неохлаждаемые тепловизионные камеры.Для приложений БПЛА используются фотонные датчики, такие как большой (109 кг) датчик AMS-Wildfire (см. Раздел 3.1), используемый на дроне NASA Ikhana UAS [4]. В качестве примера современных вариантов фотонного зондирования DaedalusScanners LLC предлагает двухспектральный сканер, ориентированный на БПЛА (http://daedalusscanners.com, модель AA3509DS), сочетающий датчик TIR 8,5–12 мкм с выбором других диапазонов (обычно 3–3). 5 мкм MWIR для обнаружения пожара). Система по сути является уменьшенной версией системы AMS-Wildfire.Благодаря интегрированной системе INS / GPS система может предоставлять гео-исправленные наборы данных. Устройство весит 25 кг и потребляет 10 А при 28 В постоянного тока, поэтому по-прежнему подходит только для больших платформ БПЛА. Устройства QWIP были разработаны для многодиапазонного или двухдиапазонного (MWIR и TIR) в одном датчике [82,83] и были разработаны в датчики большого формата [83,84,85]. Таким образом, новые миниатюрные решетки фокальной плоскости на основе устройств QWIP (или квантовой точки, напряженной решетки или других технологий [86]) были предложены для небольших платформ и тактического обнаружения огня [4,83].В настоящее время, хотя из-за стоимости, веса, мощности и сложности, тепловые детекторы более популярны, чем фотонные детекторы для небольших БПЛА и тактических операций в воздухе. Тепловой детектор не реагирует на фотоны, а скорее позволяет температуре материала детектора колебаться в зависимости от поглощенное излучение фильтруется через полосовой фильтр. Вообще говоря, сигналы в тепловом датчике генерируются некоторым механизмом, зависящим от температуры, таким как термо- или пироэлектрическое напряжение или сопротивление.Например, резистивный микроболометр, такой как используемый в датчике New Infrared Sensor Technology (NIRST) [78], производит изменение сигнала на основе температурно-зависимого изменения сопротивления материала детектора. Тепловые детекторы предназначены для максимальной термической изоляции материала детектора от окружающей среды, что приводит к созданию системы, в которой изменение температуры является сильной функцией падающего на сенсор ИК-излучения. Целевой целью при проектировании теплового детектора является минимизация эквивалента шума ∆T, связанного с нагревом корпуса датчика окружающей средой, и максимального нагрева детектора в результате падающего теплового ИК-излучения от цели [81].Даже с высокоразвитой тепловой системой сигнал все еще зависит от относительно медленного процесса повышения и понижения физической температуры материала. Таким образом, в отличие от почти мгновенного отклика фотонных детекторов, время теплового отклика измеряется в миллисекундах. Это ограничение усугубляется тем фактом, что стремление к улучшению любого из: чувствительности, ΔT или частотной характеристики, как правило, требует снижения производительности со стороны одного или обоих других.

Фотонные детекторы обычно превышают даже наивысшую теоретическую обнаруживающую способность теплового детектора при комнатной температуре, и охлаждение никоим образом не улучшит чувствительность последнего.С такими очевидными преимуществами в работе фотонных детекторов можно не увидеть никаких преимуществ в использовании тепловых устройств. Однако использование неохлаждаемых детекторов имеет некоторые важные преимущества. Как уже отмечалось, фотонные детекторы выдают сигналы с высокой чувствительностью с коротким временем отклика и низким уровнем шума, но могут работать только при охлаждении до температур значительно ниже комнатной, что имеет последствия с точки зрения стоимости, энергопотребления, надежности, объема и сложности. С другой стороны, учитывая отсутствие существенного преимущества охлаждения, тепловые детекторы обычно работают с использованием простого термоэлектрического охладителя для стабилизации температуры детектора.Помимо упрощения конструкции, уменьшения стоимости и объема, наиболее значительным преимуществом является снижение энергопотребления. Потребляемая мощность будет основным ограничением в небольших или длительных полетах БЛА, как это было в космических полетах. Эти различия являются причинами, по которым необходимо изучить способность неохлаждаемых датчиков выполнять задачи, аналогичные их фотонным собратьям, но с меньшими затратами, мощностью и весом.

Развитие неохлаждаемых микроболометров в конце 20-го века, особенно компактных двумерных матриц фокальной плоскости «смотрящей», открыло целый новый диапазон приложений для инфракрасного зондирования, и нынешний рынок разнообразен.Кроме того, большое количество материалов может быть использовано для создания болометров и пироэлектрических детекторов. Как правило, они не избирательны по длине волны, и фильтры используются для настройки отклика на определенные диапазоны. В результате этих факторов в настоящее время доступен широкий диапазон форматов, стоимости и возможностей для использования при обнаружении пожара, и для этой цели были адаптированы многие устройства формирования изображений COTS.

Одним из ограничений является то, что большинство устройств COTS нацелены на более низкие диапазоны температур и подвержены насыщению при отображении высоких температур при пожарах [4].Однако системы на основе микроболометров могут быть нацелены на обнаружение пожара. Например, система NIRST продемонстрировала использование неохлаждаемых микроболометров как в TIR, так и в MWIR для обнаружения пожара со спутников с использованием алгоритмов многополосной обработки [78]. Аналогично, система FireMapper 2.0 [21,87], используемая в западных США, основана на неохлаждаемых микроболометрах с одним широкополосным каналом TIR (8–12,5 мкм) и двумя узкополосными каналами (8,8–9,1 мкм и 11,3–12,4 мкм). Небольшие размеры и вес позволяют эксплуатировать его как в прямом, так и в надирном положении.Достижения в области неохлаждаемых датчиков позволили использовать небольшие датчики для тактической разведки огня с использованием оборудования COTS. Например, система SITHON [88] объединила гиростабилизированную тепловизионную камеру, ориентированную на надир, с цифровой камерой видимого света для интеграции на вертолетах и, в конечном итоге, на платформах БПЛА. Использование неохлаждаемых микроболометров и компактного точного инерциального измерительного устройства позволило получать ортотрансформированные и георегистрируемые данные с полезной нагрузки скромных размеров. Система предназначена для бортового сбора, обработки и обнаружения пожаров.Полученная в результате система намного более экономична, чем описанные в предыдущем разделе, но также гораздо менее способна — система могла обнаруживать пожары на площади в несколько квадратных метров, но это было в контексте кадров изображения, варьирующихся от 13 до 52 га на испытанных высотах. Таким образом, он намного менее чувствителен и имеет меньшую пропускную способность, чем рассмотренные выше высотные системы. Другие примеры включают беспилотную вертолетную систему SkyEye [13] и платформу с неподвижным крылом AeroVironment Raven [4], в которых используются фиксированные или подвесные системы TIR и камеры видимого диапазона.Траектория полета в этих системах контролируется человеком-оператором, а изображения сохраняются для автономной обработки после посадки или передаются на землю в реальном времени. Ограниченная чувствительность и медленные отклики миниатюрных тепловых детекторов, используемых в этих небольших системах БПЛА, требуют использования более длительных экспозиций детектора и делают их более чувствительными к вибрации и движению, но, в то же время, стоимость и вес механической стабилизации изображения являются проблемой для небольшие платформы [89]. Исследователи, проводящие эксперименты по измерению радиационного излучения БПЛА в рамках недавнего проекта RxCADRE, сообщили о трудностях с насыщением, цветением, размытостью изображения, количественной оценкой данных датчиков и исправлением изображений, полученных с помощью неохлаждаемых микроболометров, установленных на БПЛА [55].Даже с реперными контрольными точками на сцене (контейнеры с горячим углем в местах съемки) ортотрансформирование было трудным и требовало ортофотопланов с высоким разрешением; Эти трудности усугублялись относительно низким качеством навигационных данных с БПЛА. Авторы пришли к выводу, что основным ограничением в исследовательских измерениях мощности излучения с использованием коммерческих БПЛА является низкое качество навигационных данных и тепловых изображений, которые в настоящее время доступны с этих систем. Хотя для оперативного обнаружения требования к ортотрансформированию и калибровке температуры не такие высокие, многие проблемы с датчиками сохраняются.Достижения в технологии микроболометров, технологии изготовления и материалов позволили получить более крупные массивы пикселей, более плотный интервал между пикселями и более низкую стоимость [90,91,92,93] при сохранении как эквивалента шума ∆T, так и тепловой постоянной времени [94]. Однако уменьшение размера пикселей может приближаться к практическим пределам для камер МДП [95]. Хотя тепловые датчики не требуют охлаждения, для термической стабилизации выходных сигналов датчиков часто используются встроенные средства контроля температуры, калибровочные источники или компенсация [96].Для небольших систем БПЛА было бы выгодно удалить это требование, а расчетную температурную поправку [93,96,97] можно было бы использовать вместо контроля температуры, которая обычно требуется для компенсации однородности.

Автоматические регуляторы температуры | Спиракс Сарко

Клапаны для использования с автоматическими системами контроля температуры можно разделить на три группы:

  • Нормально открытые двухходовые клапаны.
  • Нормально закрытые двухходовые клапаны.
  • Трехходовые смесительные или переключающие клапаны.

Нормально открытые двухходовые регулирующие клапаны

Эти клапаны предназначены для систем отопления, что является наиболее распространенным типом применения. В открытом положении они удерживаются пружиной. Когда система находится в работе, любое повышение температуры, обнаруживаемое датчиком, приведет к расширению наполнителя и начнет закрывать клапан, ограничивая поток теплоносителя.

Нормально закрытые двухходовые регулирующие клапаны

Эти клапаны предназначены для охлаждения.В закрытом положении они удерживаются пружиной. Когда система находится в работе, любое повышение температуры приведет к расширению наполнителя и начнет открывать клапан, позволяя охлаждающей среде течь.

Усилие, необходимое для закрытия автоматического регулирующего клапана

Требуемое закрывающее усилие на плунжере клапана является произведением площади отверстия клапана и перепада давления, как показано в уравнении 7.1.1. Обратите внимание, что для двухходовых паровых клапанов перепад давления следует принимать как абсолютное давление пара на входе; тогда как для двухходовых водяных клапанов это будет максимальное манометрическое давление насоса за вычетом потерь давления вдоль трубы между насосом и входом клапана.

Пример 7.1.1

Рассчитайте усилие, необходимое для закрытия клапана, если диаметр отверстия парового клапана составляет 20 мм, а давление пара составляет 9 бар изб. (Максимальный перепад давления составляет 9 + 1 = 10 бар абсолютного давления).

Это означает, что привод должен обеспечивать не менее 314 ньютонов, чтобы закрыть регулирующий клапан против давления пара на входе в 9 бар изб.
Из примера 7.1.1 видно, что сила, необходимая для закрытия клапана, увеличивается пропорционально квадрату диаметра.Привод имеет ограниченное количество силы, поэтому максимальное давление, при котором клапан может закрыться, уменьшается с увеличением размера клапана.
Это эффективно ограничило бы самодействующие регуляторы температуры низкими давлениями в размерах, превышающих DN25, если бы не средство балансировки. Уравновешивание может быть достигнуто с помощью сильфона или двойного сиденья.

Клапаны балансные сильфонные


В сильфонном сбалансированном клапане балансировочный сильфон с такой же эффективной площадью, как и отверстие седла, используется для противодействия силам, действующим на плунжер клапана.Небольшое отверстие в центре штока клапана образует уравновешивающую трубку, позволяющую подавать давление выше по потоку от плунжера клапана в корпус сильфона (см. Рисунок 7.1.5). Точно так же силы, действующие на плунжер клапана, создают давление внутри сильфона. Следовательно, перепад давления в сильфоне такой же, как и перепад давления на плунжере клапана, но поскольку силы действуют в противоположных направлениях, они компенсируют друг друга.
Уравновешивающий сильфон обычно изготавливается из следующих материалов:

  • Бронза фосфористая.
  • Нержавеющая сталь, допускающая более высокие давления и температуры.

Двухседельные регулирующие клапаны


Двухседельные регулирующие клапаны полезны, когда требуется большой расход и не требуется плотная отсечка. Они могут закрываться при более высоких перепадах давления, чем односедельные клапаны того же размера. Это связано с тем, что регулирующий клапан состоит из двух плунжеров клапана на общем шпинделе с двумя соответствующими седлами, как показано на рисунке 7.1.6. Силы, действующие на два плунжера клапана, почти уравновешены. Хотя перепад давления пытается удержать одну заглушку от ее гнезда, она подталкивает другую заглушку к гнезду.

Однако допуски, необходимые для изготовления составных частей регулирующего клапана, затрудняют достижение плотной отсечки. Этому не способствует то, что нижний плунжер и седло клапана меньше, чем его верхняя часть, что позволяет снимать весь узел для обслуживания.

Кроме того, хотя корпус и челнок клапана изготовлены из одного и того же материала, небольшие отклонения в химическом составе отдельных деталей могут привести к незначительным изменениям коэффициентов расширения, что отрицательно сказывается на отсечке.Двухседельный регулирующий клапан не следует использовать в качестве предохранительного устройства с ограничителем верхнего предела.

Регулирующие клапаны с внутренними фиксированными спускными отверстиями

Нормально закрытый клапан обычно требует фиксированного выпуска воздуха (рисунок 7.1.7), чтобы пропускать небольшой поток через регулирующий клапан, когда он полностью закрыт. Нормально закрытые регулирующие клапаны автоматического действия иногда называют клапанами обратного действия (RA).

Типичное применение клапана этого типа — регулирование потока охлаждающей воды (охлаждающей жидкости) для промышленного двигателя, такого как воздушный компрессор (Рисунок 7.1.8). Регулирующий клапан, контролирующий поток охлаждающей жидкости через двигатель, находится перед двигателем, и датчик температуры регистрирует ее температуру на выходе из двигателя.

Если охлаждающая жидкость, выходящая из двигателя, горячее, чем заданное значение, регулирующий клапан открывается, чтобы пропустить больше охлаждающей жидкости через клапан. Однако, как только вода, выходящая из двигателя, достигнет требуемой заданной температуры, клапан снова закроется. Без дренажного отверстия охлаждающая жидкость больше не будет течь и будет продолжать забирать тепло от двигателя.Если нижний датчик не обнаружит повышение температуры, двигатель может перегреться.

Если регулирующий клапан имеет выпускное отверстие фиксированного диаметра, через клапан может протекать достаточное количество охлаждающей воды, чтобы датчик, расположенный ниже по потоку, регистрировал типичную температуру, когда клапан закрыт. Эта функция важна, когда датчик удален от источника тепла приложения.

Нормально закрытый клапан может также иметь дополнительный плавкий предохранитель (см. Рисунок 7.1.7). Устройство плавится в случае перегрева, снимая натяжение пружины на плунжере клапана и открывая клапан, чтобы охлаждающая вода попала в систему.Обычно для такого типа предохранительного устройства, когда плавкий предохранитель расплавился, его нельзя отремонтировать и его необходимо заменить.

Трехходовые регулирующие клапаны

Большинство регулирующих клапанов, используемых с автоматическими системами управления, являются двухходовыми. Однако на рис. 7.1.9 показан трехходовой регулирующий клапан поршневого типа с автоматическим действием. Преимущество конструкции клапана этого типа позволяет использовать один и тот же клапан как для смешивания, так и для отвода воды; Обычно это не относится к клапанам, требующим электрических или пневматических приводов.

Чаще всего используются для нагрева воды, но трехходовые регулирующие клапаны также могут использоваться в системах охлаждения, таких как воздухоохладители, и в контурах с насосом в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Когда трехходовой регулирующий клапан используется в качестве смесительного клапана (см. Рисунок 7.1.10), порт постоянного объема «O» используется в качестве общего выхода.

Когда трехходовой регулирующий клапан используется в качестве отводного клапана (см. Рисунок 7.1.11) порт постоянного объема используется как общий вход.

Когда трехходовой регулирующий клапан используется в качестве отводного клапана (см. Рисунок 7.1.11), порт постоянного объема используется как общий вход.

Автономный трехходовой регулирующий клапан

Другой тип трехходового регулирующего клапана автоматического действия содержит встроенное устройство измерения температуры и, следовательно, не требует для работы внешнего регулятора температуры.

Его можно использовать для защиты низкотемпературных водогрейных котлов (LTHW) от коррозии дымовых труб во время пусковых последовательностей, когда температура вторичной возвратной воды низкая (см. Рисунок 7.1.12). При запуске клапан позволяет холодной вторичной воде обходить внешнюю систему и проходить через контур котла. Это позволяет воде в котле быстро нагреваться, сводя к минимуму конденсацию водяного пара в дымовых газах. По мере нагревания котловой воды она медленно смешивается с водой из основной системы, что обеспечивает защиту, пока вся система медленно нагревается до температуры.

Этот тип регулирующего клапана может также использоваться в системах охлаждения, например, в воздушных компрессорах (рисунок 7.1.13).

Выбор датчика температуры: основы измерения температуры с помощью термопар

Вы, вероятно, немного знакомы с термопарой, иначе не читали бы эту статью. Но есть важные моменты о термопарах, которые необходимо понимать и которые помогут вам сделать осознанный выбор между типами датчиков и избежать потенциальных проблем в вашем приложении.

Во-первых, нам нужно развеять распространенное заблуждение о том, как работают термопары. Возможно, вам сказали что-то вроде «термопара создает небольшое напряжение, создаваемое соединением двух разнородных металлов». Это упрощение термопары в лучшем случае верно лишь наполовину и вводит в заблуждение. Реальность такова, что именно разница температур между одним концом проводника и другим концом создает небольшую электродвижущую силу (ЭДС) или дисбаланс заряда, который приводит к разнице температур в проводнике.

Хорошо, достаточно просто, но как на самом деле измерить эту ЭДС, чтобы определить ее связь с температурой?

«ЭДС» или электродвижущая сила относится к уровню склонности или потенциалу протекания тока в результате разделения зарядов в проводнике. Мы называем эту склонность к протеканию тока между двумя точками разностью потенциалов и измеряем эту разность потенциалов в вольтах. Но для того, чтобы реально измерить ЭДС или разность напряжений, нам нужны две точки соприкосновения.То есть мы должны завершить схему, добавив обратный электрический путь. Если мы просто решим использовать тот же металл в качестве обратного пути, разница температур между концами вашего исходного проводника просто создаст равную и противоположную ЭДС в обратном пути, что приведет к нулевой чистой ЭДС, что не очень полезно для измерение температуры. Эта взаимосвязь выражается в «Законе однородного материала» следующим образом (см. Wikipedia.org):

Термоэлектрический ток не может поддерживаться в цепи, состоящей из одного однородного материала, только за счет приложения тепла, независимо от того, как материал может различаться по поперечному сечению.То есть изменения температуры в проводке между входом и выходом не повлияют на выходное напряжение, при условии, что все провода сделаны из того же материала, что и термопара. Никакой ток не течет в цепи, сделанной из одного металла, только за счет нагрева.

Различные проводящие металлы будут создавать разные уровни ЭДС или разделения зарядов относительно градиента температуры в металле. Томас Зеебек открыл этот принцип в 1822 году, и сегодня он известен как «эффект Зеебека».Таким образом, мы можем применить «эффект Зеебека» и сделать его полезным для измерения температуры, используя другой металл для нашего обратного пути, а затем связав разницу в разделении зарядов между двумя металлами с температурой между концами. Мы соединяем эти металлы в начале нашего обратного пути, образуя между ними соединение, то есть соединение просто присоединяется к нашей цепи и не является источником ЭДС, как это часто делается из традиционного определения термопары.

Теперь, на другом конце нашей замкнутой цепи термопары, мы можем измерить напряжение между двумя проводами, которое будет пропорционально температуре между концами.По закону однородных материалов, выраженному ранее, каждая из проводов термопар может проходить в холодные области и выходить из них на своем пути, при этом измерительный прибор не обнаруживает изменения температуры вдоль пути, потому что ЭДС, создаваемая при входе и выходе непрерывного провода из области, будет суммироваться к нулю и никак не повлияет на окончательное измерение.

У нас все еще есть концептуальная проблема — как нам измерить напряжение на открытом конце нашей термопары, не вводя дополнительные напряжения «термопары» в нашу измерительную систему? То есть точки подключения термопары к измерительной системе (которая обычно медная) сами действуют как термопара.Оказывается, влияние этих дополнительных термопар на нашу измерительную систему можно минимизировать, просто убедившись, что соединения имеют одинаковую температуру. Этот принцип выражен в «Законе о промежуточных материалах» следующим образом (см. Wikipedia.org):

Алгебраическая сумма термоэлектрических ЭДС в цепи, состоящей из любого количества разнородных материалов, равна нулю, если все спая (обычно на холодном спайе) поддерживается при постоянной температуре. Таким образом, если третий металл вставлен в любой или оба провода при выполнении наших соединений холодного спая, то, пока два новых спая будут иметь одинаковую температуру, в нашей измерительной системе не будет общего напряжения, создаваемого новым металлом. .

Итак, наша способность игнорировать эти непредусмотренные термопары в наших измерениях будет зависеть от того, насколько хорошо мы сможем поддерживать оба соединения холодного спая при одинаковой температуре. Часто легче сказать, чем сделать, и обычно возникают небольшие градиенты температуры, часто в результате самонагрева компонентов на печатной плате. Другие температурные градиенты могут быть вызваны теплом, генерируемым соседними контурами, ближайшими источниками питания, переменными ветровыми токами или охлаждающими вентиляторами в системе.Для любого преобразователя с термопарой необходимо проявлять особую осторожность, чтобы минимизировать эти источники ошибок.

Третий закон для термопар, который помогает нам алгебраически комбинировать ЭДС, — это «Закон последовательных или промежуточных температур», сформулированный следующим образом (см. Wikipedia.org):

Если два разнородных однородных материала производят термоэдс1, когда переходы находятся в точках T1 и T2, и создают термоэдс2, когда переходы находятся в точках T2 и T3, тогда ЭДС, генерируемая, когда переходы находятся в точках T1 и T3, будет эдс1 + эдс2, при условии, что Т1 <Т2 <Т3.

Тем не менее, наше измерение напряжения открытого конца на нашей термопаре связывает только термоэлектрическое напряжение с разницей температур между обоими концами. То есть нам нужно знать температуру холодного спая на одном конце, чтобы извлечь измеренную температуру с другого конца (горячего спая). В идеале, если бы оба соединения, выполненные на измерительном конце, были при 0 ° C, их термоэлектрический эквивалент напряжения составлял бы 0 мВ, и мы могли бы легко определить измеренную температуру непосредственно по нашему измеренному напряжению.Поскольку это нелегко обеспечить, фактическая температура точки подключения холодного спая обычно измеряется отдельно. Затем измеренный сигнал T / C может быть скомпенсирован за термоэлектрический вклад точки подключения или «холодного спая», и мы можем извлечь фактическую температуру удаленного конца нашей термопары с помощью математической комбинации измеренной температуры или ее термоэлектрической эквивалентное напряжение. См. Рисунок 1.

Рисунок 1: Упрощенная схема измерения термопары.

Хотя мы могли бы сформировать термопару, соединив любые два разнородных проводника, существует ряд стандартных типов термопар, в которых используются определенные металлы, объединенные для создания более предсказуемых выходных напряжений по сравнению с их температурными градиентами. Наиболее распространенные типы перечислены в таблице 1.

Таблица 1: Распространенные типы термопар и их применение.

Примечания (таблица 1)

• 1. В таблице 1 обозначение «I» относится к применению в инертной атмосфере, «R» относится к восстановительной атмосфере, «O» относится к окислительной атмосфере, а «V» относится к работе в вакууме.

• 2. В термопарах типа K используется никель из магнитного материала. Магнитные материалы будут демонстрировать ступенчатое изменение своей выходной мощности, как только они достигнут точки Кюри, которая для типа K происходит примерно при 354 ° C. Точка Кюри относится к температуре, при которой ферромагнитный материал становится парамагнитным при нагревании. Например, магнит потеряет свой магнетизм, если его нагреть выше температуры Кюри. Это обратимое изменение охлаждения никеля. Вот некоторые точки Кюри для различных материалов: железо (Fe) выше 770 ° C, кобальт (Co) выше 1130 ° C, никель (Ni) выше 358 ° C и оксид железа (Fe2O3) выше 622 ° C.

Из таблицы 1 видно, что выбор конкретного типа термопара будет определяться полезным диапазоном измерения датчика, его чувствительностью, материалом и условиями эксплуатации. Стоимость датчика также может играть роль в этом решении, поскольку некоторые типы датчиков дороже других — например, датчики на основе платины, как правило, дороже из-за содержания в них платины.

Поскольку материалы, используемые при экстремальных температурах, могут постоянно изменяться в зависимости от среды их применения, необходимо также учитывать атмосферные условия их применения, как указано в таблице 1.

«Инертная атмосфера» относится к среде газовой смеси, которая содержит мало кислорода или не содержит кислорода и в основном состоит из нереактивных газов или газов, у которых есть высокий порог до того, как они вступят в реакцию. Азот, аргон, гелий и диоксид углерода являются обычными компонентами смесей инертных газов.

Восстановительная или «восстановительная атмосфера» относится к среде, в которой окисление предотвращается за счет удаления кислорода и других окисляющих газов или паров. Обычно это относится к средам, содержащим газообразный азот или водород.Например, его часто применяют в печах для отжига, чтобы ослабить напряжение металла и предотвратить коррозию металла.

Азот также используется в некоторых электронных паяльных печах для улучшения характеристик и / или внешнего вида паяного соединения.

«Окислительная атмосфера» — это газовая среда, в которой легко происходит окисление твердых веществ из-за избытка кислорода. Сравните это с описанной ранее восстановительной атмосферой, в которой доступный кислород уменьшается или удаляется.Во многих процессах горения используется окислительная атмосфера. Многие вещества быстро окисляются при достаточном нагревании в присутствии свободного кислорода. Происходящее окисление относится к превращению, которое происходит, когда части соединений и молекул отделяются от материала, позволяя свободному кислороду присоединяться к оставшемуся материалу и образовывать оксиды. Например, его обычно используют в печах для обжига керамики, чтобы заставить материалы преобразовываться в оксидные формы или контролировать цвет материала.Когда карбонат меди обжигается, углерод отделяется и сгорает, поскольку связь медь-углерод разрывается, доступный кислород устремляется внутрь, чтобы присоединиться к меди, образуя оксид меди.

«Вакуумная атмосфера» относится к среде или объему пространства, из которого было удалено свободное вещество, так что его газовое давление намного меньше, чем окружающее атмосферное давление. Обратите внимание, что идеальный вакуум практически не достижим, поскольку атомы и частицы всегда присутствуют в атмосфере, но качество вакуумной среды будет означать, насколько хорошо она приближается к идеальному вакууму, на что указывает то, насколько низкое давление окружающей среды относительно атмосферного. давление.

Максимальные температуры любого типа термопары обычно ограничиваются типом используемой изоляции.

На что следует обратить внимание при использовании термопар для измерения температуры

Поскольку точность в конечном итоге играет важную роль при выборе типа датчика, мы должны быть знакомы с потенциальными источниками ошибок при измерении температуры с помощью термопар. Некоторые из этих соображений могут увести нас от одного типа T / C к другому или, возможно, к другому типу датчика, например, RTD.

Неточность датчика T / C

Некоторые производители термопарных датчиков могут иметь свои собственные обозначения точности, отличные от стандартного обозначения, описанного в таблице 2, и с ними всегда следует консультироваться в первую очередь, поскольку они иногда предлагают характеристики лучше, чем стандартные. Но по стандарту IEC 584-2 датчики термопары делятся на три класса точности: класс 1, класс 2 и класс 3. В соответствии с этим стандартом для данной температуры и типа термопары применяются два значения допуска: фиксированное значение и расчетное значение. значение, основанное на температуре датчика.Большее из этих двух значений обычно принимается за допуск датчика (обратите внимание, что тип C исключен ниже, так как это не обозначение типа ANSI).

Таблица 2: Стандартные допуски термопары IEC 584-2.
Нелинейность датчика T / C

Нелинейность самого выхода термопары может изменяться до нескольких процентов или более во всем температурном диапазоне типа термопары. Математическая взаимосвязь между температурой датчика и выходным напряжением моделируется с помощью комплексного полинома с 5-го по 9-й порядок в зависимости от типа термостата.Некоторые передатчики будут принимать специальные меры, чтобы отрегулировать свой выходной отклик с учетом этих нелинейностей и сделать свои выходы линейными в зависимости от диапазона входных температур. Другие приложения не связаны с линеаризацией выходного отклика преобразователя относительно температуры сенсора, и их отклик будет линейным с сигналом термоэлектрического напряжения сенсора. Во многих случаях данная термопара будет почти линейной в меньшем диапазоне температур ее применения, и некоторая нелинейность будет допустимой без применения специальных методов линеаризации.

Аналогичным образом, некоторые недорогие передатчики будут использовать аналоговые методы для сдвига выходного сигнала, чтобы отрегулировать эту нелинейность, и это обычно лучше всего работает на меньших или усеченных участках диапазона датчика. Некоторые современные цифровые приборы фактически хранят таблицы термоэлектрических точек излома в памяти для выполнения многосегментной линеаризации диапазона температур / температур и возврата соответствующей температуры для данного измерения напряжения.

В зависимости от вашего приложения отсутствие линеаризации может быть значительным источником ошибок, если вы не учтете это.

Чувствительность датчика T / C

Как упоминалось ранее, мы отметили, что любой проводник, подверженный тепловому градиенту по размеру, будет генерировать разность напряжений на том же пути, и это известно как эффект Зеебека. Различные материалы будут демонстрировать разные величины термоэдс, связанные с разницей в температуре. Комбинируя два разных материала и соединяя их на одном конце, мы можем завершить цепь, построить термопару и фактически измерить относительное напряжение.Относительная чувствительность термопары относится к ее коэффициенту Зеебека, который является просто мерой ее постепенного изменения напряжения термопары, соответствующего постепенному изменению температуры (то есть dV / dT в мВ / ° C или мкВ / ° C). По сути, это наклон функции термопары (напряжение в зависимости от температуры) при выбранной температуре. Важно отметить, что так же, как термопара изменяет свою линейность в зависимости от температуры, ее относительная чувствительность также зависит от температуры.То есть некоторые термопары будут более или менее чувствительны для меньших участков температурного диапазона их применения. В таблице 1 приведены номинальные значения чувствительности термопары во всем диапазоне ее применения, чтобы помочь дифференцировать термопары по чувствительности, но в меньших диапазонах этот показатель может значительно отличаться. Термопары с более низкой чувствительностью будут иметь меньшее разрешение. Обычно они используются при более высоких температурах, когда нет необходимости определять заданную температуру с высокой степенью точности.Точно так же, если вам нужно разрешить температуру с точностью до доли градуса, вы должны выбрать термостат с более высокой чувствительностью и соответствующим более высоким разрешением.

Дрейф, старение и отключение датчика датчика

Дрейф или отклонение от калибровки датчика термопары относится к процессу, в котором металлургия провода термопары была изменена в результате воздействия на нее экстремальных температур, обычно в течение продолжительных периодов времени. Это также может произойти непреднамеренно из-за того, что не будет учитываться «весь» рабочий диапазон приложения датчика, включая его выход за пределы диапазона, выход за пределы диапазона или условия отказа.Дрейф обычно происходит в результате диффузии атмосферных частиц в металл при экстремальных температурах. Но это также может происходить из-за диффузии примесей и химикатов из изоляции или защитной оболочки термопары в провод термопары при экстремальных температурах. Всегда полезно проверять технические характеристики изоляции термопары или зонда, поскольку это обычно ограничивает эффективную рабочую среду самой термопары.

Выбор удлинительного провода

Для термопар, которые должны проходить на большие расстояния, часто используется удлинительный кабель термопары.Удлинительные кабели обычно используются для снижения общей стоимости датчика и будут использовать материалы, аналогичные самой термопаре, или материалы, лучше подходящие для окружающей среды. При использовании удлинительного кабеля важно помнить, что его термоэлектрические свойства иногда только приблизительно соответствуют характеристикам термопары и обычно ограничивают применимый диапазон термопары из-за ее изоляции. Помните о удлинительном проводе, используемом в приложении, и его ограничениях, так как он может быть увеличивающимся источником ошибок при неправильном применении в отношении температуры и окружающей среды.Обратите внимание, что для термопар из недрагоценных металлов (J, K, N, E и T) проводник удлинительного провода имеет тот же состав, что и соответствующая термопара, и будет проявлять те же термоэлектрические свойства, что и сама термопара. Однако для термопар из благородных металлов (R, S и B) проволока обычно представляет собой другой сплав, который только приблизительно соответствует термоэлектрическим свойствам благородных металлов, но в более ограниченном диапазоне.

Материал проводника отличается, поскольку благородные металлы содержат платину, которую было бы очень дорого использовать в качестве удлинительного провода.Использование другого материала часто не является проблемой, так как эти типы термопар обычно используются при более высоких температурах и имеют более низкое разрешение, так что небольшая погрешность использования другого, но аналогичного удлинительного провода менее значительна. Во всех случаях максимальная температура применения будет ограничена типом изоляции, используемой удлинительным проводом, и это важный фактор при выборе правильного удлинительного провода для данного применения.

Время отклика

Время отклика относится к интервалу времени между приложением внезапного изменения температуры к датчику и соответствующим изменением выходного сигнала.Это изменение часто определяется как время, за которое датчик достигает 63,2% от своего окончательного значения. Быстрое время отклика или более короткая постоянная времени помогает уменьшить количество ошибок в системах, которые сталкиваются с быстрыми изменениями температуры. Это зависит от нескольких параметров, таких как размеры термопары (размер провода), конструкция, конфигурация наконечника и среда, с которой он контактирует. Например, если термопара проникает в среду с высокой теплоемкостью и быстрой теплопередачей, эффективное время отклика будет приближаться к времени отклика самой термопары (ее собственное время отклика).Но если тепловые свойства среды плохие, например, неподвижного воздуха, время отклика может быть в 100 раз больше. Для изолированной или незаземленной термопары время отклика может варьироваться от долей секунды (малый диаметр) до нескольких секунд (большой диаметр). Для неизолированных или заземленных термопар типичное время варьируется от небольшой доли секунды (малый диаметр) до нескольких секунд (большой диаметр). В целом термопары имеют самое быстрое время отклика, особенно по сравнению с датчиками RTD.Как правило, их небольшая точка контакта и низкая тепловая масса обеспечивают более быстрое время отклика. Но, как и в случае с RTD, время отклика измерения термопары также будет зависеть от его изоляции. То есть можно указать заземленную (неизолированную) или незаземленную (изолированную) термопару. Заземленный спай термопары обеспечивает прямой контакт материала спая с окружающим металлом корпуса, что сокращает время отклика. Но заземленный наконечник также более подвержен шумам и может увеличить погрешность измерения, особенно при подключении к неизолированным измерительным приборам.Вам следует использовать незаземленный (изолированный) датчик, чтобы избежать этих проблем, но только тогда, когда изоляция датчика и время отклика не являются основными проблемами для вашего приложения. Если вашему приложению абсолютно необходимо быстрое время отклика, вам, вероятно, понадобится заземленный наконечник, и вам придется принять другие меры для борьбы с шумоподавлением или изоляции вашего сигнала, например, выбрать совместимый изолированный передатчик.

Компенсация холодного спая

При температуре около комнатной, основной источник ошибок для любого термопарного датчика — это то, что связано с компенсацией холодного спая (CJC).Поскольку термоэлементы только измерить разность температур между двумя точками, а не абсолютной температурой датчика, мы должны применить компенсацию холодного спая (также опорный узел компенсация) для того, чтобы непосредственно связать измеренное напряжение до температуры датчика. На самом деле наши измерения температуры могут быть такими же точными, как и наш метод компенсации холодного спая. Эта компенсация вносит значительный вклад в наши измерения, и, чтобы минимизировать ошибку холодного спая, измерительная цепь холодного спая должна очень хорошо выполнять две вещи:

Точки подключения термопары должны поддерживаться при одинаковой температуре или «изотермической».«Любой температурный градиент от одной точки к другой будет источником ошибки (вспомните Закон промежуточных материалов, рассмотренный ранее).

Фактическая температура точек подключения должна быть измерена точно или, по крайней мере, так же точно, как и сама термопара. Время отклика датчика CJC также может быть фактором поддержания точности, в частности для систем, которые требуют быстрого времени отклика, но могут иметь нестабильную температуру холодного спая.

Хотя наша термопара позволяет нам проводить точные измерения дифференциальной температуры, нам необходимо убедиться, что пара клемм, которые подключаются к Т / С и составляют наш холодный спай, имеют одинаковую температуру или «изотермичны» друг другу.В противном случае в наши измерения будет внесено ошибочное напряжение Т / К. Мы также должны убедиться, что холодный спай имеет достаточную тепловую массу, чтобы он не изменял температуру в течение времени, необходимого для выполнения двух измерений, необходимых для преобразования сигнала термопары в фактическую температуру на удаленном конце.

Проблемы с подключением

Возможная ошибка измерения часто является результатом плохого соединения, которое приводит к непреднамеренному вкладу термоэлектрического напряжения в наше измерительное напряжение.Если вам необходимо увеличить длину проводов термопары, вы должны использовать соответствующий тип удлинительного кабеля термопары для термопары. Замена термопары любого другого типа добавит к нашей измерительной системе ошибочные спайки термопар. Если для подключения проводов используются клеммы, необходимо дополнительно выбрать разъемы, изготовленные из материала того же типа, если только вы не можете гарантировать, что соединения сохраняются при одинаковой температуре. При подключении также необходимо соблюдать полярность.

Другие проблемы с подключением возникают, когда материал несовместимого типа используется для данной среды или когда удлинительный провод не соответствует датчику или его среде. Например, термопары, в которых в качестве материала используется железо, будут подвержены коррозии, которая может нарушить целостность, особенно во влажной среде.

Ошибка теплового шунтирования и погружения

Все термопары имеют некоторую массу, и нагревание этой массы поглощает некоторую энергию, которая в конечном итоге влияет на температуру, которую вы пытаетесь измерить.В некоторых приложениях провод термопары действует как радиатор в точке измерения, что может привести к значительной ошибке измерения. Использование тонких проводов T / C помогает минимизировать этот эффект во многих приложениях. Например, рассмотрим термопару, погруженную в небольшой пузырек с жидкостью, чтобы контролировать ее температуру. Тепловая энергия может подниматься по проводу термостата и рассеиваться в атмосферу, снижая температуру жидкости вокруг проводов. Или, если термопара недостаточно погружена в жидкость, более холодный окружающий воздух, окружающий провода, может фактически проходить вдоль провода и охладить соединение до температуры, отличной от температуры самой жидкости.Использование более тонких проводов вызовет более крутой температурный градиент вдоль провода на стыке между окружающим воздухом и самой жидкостью. Однако тонкие провода имеют более высокое сопротивление, и это может приводить к другим ошибкам. Возможно, лучше использовать более короткие тонкие провода термопары, подключенные к более толстым удлинительным проводам термопар, чтобы уменьшить эффект сопротивления в некоторых случаях.

Сопротивление свинца

Чтобы минимизировать влияние теплового шунтирования и улучшить время отклика, обычно используется тонкий провод термопары.Использование тонкой проволоки также, по крайней мере частично, обусловлено более дорогим типом проволоки, в частности, для платиновых и благородных металлов типов R, S и B. Но недостатком использования тонкой проволоки в некоторых системах является что он увеличивает сопротивление датчика, делая его более чувствительным к шумам и потенциальным ИК-ошибкам, вызванным измерительным прибором. Следует позаботиться о том, чтобы сопротивление контура проводной термопары оставалось низким, и общее практическое правило состоит в том, чтобы поддерживать его ниже 350 Ом, чтобы избежать чрезмерной ошибки, и ниже 100 Ом было бы лучше.

Шум

Выходное напряжение термопары — это слабый сигнал, который подвержен ошибочным помехам. Точно так же тонкие провода сделаны из других материалов, чем медь, и имеют более высокое сопротивление, что делает их более чувствительными к шумам, в частности к шумам, связанным по переменному току. Кроме того, высокий коэффициент усиления, который обычно работает с этими слабыми сигналами, еще больше усиливает этот шум. Другие источники теплового шума возникают из-за нестабильной температуры окружающей среды в месте холодного спая. В целом быстрое время отклика термопары демонстрирует этот шум на выходе, поскольку холодный спай обычно отслеживает температуру спая намного медленнее, чем сам датчик температуры / температуры, обычно из-за его большей тепловой массы и датчика, используемого для измерения его температуры. .Шум обычно можно минимизировать, скручивая провода вместе, чтобы убедиться, что оба провода принимают один и тот же сигнал (т. Е. Шум в синфазном режиме подавляется).

Аналогичным образом уменьшите длину или площадь петли, где кабели соединяются с прибором. Прокладывайте провода T / C так, чтобы они не соединялись с проводами питания. Для работы в шумной среде или рядом с электродвигателями может быть полезно использование экранированного удлинительного кабеля. Если есть подозрение на шумовой захват, просто выключите подозрительное оборудование и посмотрите, изменится ли показание.

Синфазное напряжение

Хотя сигналы термопар малы, на самом приборе могут существовать гораздо большие напряжения из-за наличия синфазных напряжений, создаваемых индуктивным датчиком вдоль провода датчика или через несколько соединений заземления в системе. Индуктивный датчик обычно является проблемой при использовании термопары для измерения температуры обмотки двигателя или силового трансформатора. Множественное заземление может быть непреднамеренным, например, при использовании неизолированной или заземленной термопары для измерения температуры трубы с горячей водой.В этом случае из-за плохого соединения с землей может возникнуть разница в несколько вольт между трубой и измерительным прибором. Использование высококачественных дифференциальных инструментальных усилителей с высоким коэффициентом усиления обычно устраняет этот шум, поскольку он является общим для обоих входных выводов, но только до тех пор, пока напряжения остаются в пределах синфазного входного диапазона инструментального усилителя (обычно ограниченного от ± 3 В до ± 5 В по внутренней шине постоянного напряжения прибора). Как отмечалось ранее в отношении ошибочного шума, обычно помогает скрутить провода вместе, чтобы убедиться, что оба провода улавливают один и тот же сигнал (т.е.е. синфазный шум подавляется усилителем). Также сохраняйте короткую длину или небольшую площадь петли там, где проводники кабеля соединяются с прибором.

К настоящему времени вы должны понимать, что выбрать датчик температуры для приложения не так просто, как выбрать тип термопары с совместимым диапазоном температур. Вы должны учитывать тип материала сенсора, диапазон температур применения, относительную чувствительность сенсора, ограничения его изоляционного материала и его реакцию с окружающей средой измерения.Вы также должны знать об ограничениях, присущих термопаре, и потенциальных источниках ошибок при ее применении.

Приборы для измерения температуры в самолетах | Авиационные системы

Для правильной эксплуатации самолета необходимо знать температуру многих предметов. Моторное масло, карбюраторная смесь, воздух на впуске, свободный воздух, головки цилиндров двигателя, каналы нагревателя и температура выхлопных газов газотурбинных двигателей — все это элементы, требующие контроля температуры. Также необходимо знать многие другие температуры.Для сбора и представления информации о температуре используются различные типы термометров.

Неэлектрические указатели температуры

Физические характеристики большинства материалов изменяются при изменении температуры. Изменения постоянны, например, расширение или сжатие твердых тел, жидкостей и газов. Коэффициент расширения разных материалов различен и уникален для каждого материала. Практически каждый знаком с жидкостным ртутным термометром. Когда температура ртути увеличивается, она расширяется в узкий проход, на котором есть градуированная шкала, чтобы определить температуру, связанную с этим расширением.Ртутный термометр не применяется в авиации.

Биметаллический термометр очень пригодится в авиации. Чувствительный элемент биметаллического термометра состоит из двух разнородных металлических полос, соединенных вместе. Каждый металл расширяется и сжимается с разной скоростью при изменении температуры. Один конец биметаллической планки закреплен, другой конец свернут. Стрелка прикреплена к спиральному концу, который установлен в корпусе прибора. Когда биметаллическая полоса нагревается, два металла расширяются.Поскольку их скорости расширения различаются, и они прикреплены друг к другу, эффект заключается в том, что свернутый конец пытается размотаться, поскольку один металл расширяется быстрее, чем другой. Это перемещает указатель по циферблату инструмента. Когда температура падает, металлы сжимаются с разной скоростью, что приводит к сжатию катушки и перемещению стрелки в противоположном направлении.
Биметаллические датчики температуры с прямым считыванием часто используются в легких самолетах для измерения температуры наружного воздуха или температуры наружного воздуха (OAT).В этом случае улавливающий зонд выступает через лобовое стекло самолета и подвергается воздействию атмосферного воздуха. Свернутый конец биметаллической полосы в головке прибора находится внутри лобового стекла, где его может прочитать пилот. [Рисунки 1 и 2]

Рисунок 1. Биметаллический датчик температуры работает из-за разных коэффициентов расширения двух металлов, связанных вместе. При сгибании в змеевик охлаждение или нагревание заставляет катушку из разнородного металла сжиматься или раскручиваться, перемещая указатель по температурной шкале на лицевой стороне шкалы прибора

Рисунок 2. Биметаллический датчик температуры наружного воздуха и его установка на легком самолете


Трубка Бурдона также используется в качестве неэлектрического датчика температуры прямого считывания в простых и легких самолетах. Калибровав циферблат манометра с трубкой Бурдона с температурной шкалой, он может указывать температуру. Основа работы — постоянное расширение пара, производимого летучей жидкостью в замкнутом пространстве. Это давление пара напрямую зависит от температуры.Заполняя чувствительную грушу такой летучей жидкостью и подсоединяя ее к трубке Бурдона, трубка вызывает индикацию повышения и понижения давления пара из-за изменения температуры. Калибровка циферблата в градусах Фаренгейта или Цельсия, а не в фунтах на квадратный дюйм, обеспечивает показания температуры. В манометрах этого типа измерительная лампа помещается в область, где необходимо измерять температуру. Длинная капиллярная трубка соединяет колбу с трубкой Бурдона в корпусе прибора. Узкий диаметр капиллярной трубки гарантирует, что летучая жидкость будет легкой и останется в основном в колбе датчика.Иногда таким способом измеряют температуру масла.

Индикация измерения электрической температуры

Использование электричества для измерения температуры очень распространено в авиации. Следующие системы измерения и индикации можно найти на многих типах самолетов. Определенные диапазоны температур более целесообразно измерять с помощью систем того или иного типа.

Термометр электрического сопротивления

Основными частями электрического термометра сопротивления являются индикатор, термочувствительный элемент (или колба), а также соединительные провода и штекерные разъемы.Электрические термометры сопротивления широко используются во многих типах самолетов для измерения температуры воздуха в карбюраторе, масла, температуры наружного воздуха и т. Д. Они используются для измерения низких и средних температур в диапазоне от –70 ° C до 150 ° C.

Для большинства металлов электрическое сопротивление изменяется при изменении температуры металла. Это принцип работы термометра сопротивления. Обычно электрическое сопротивление металла увеличивается с повышением температуры. Различные сплавы имеют высокий коэффициент термостойкости, что означает, что их сопротивление значительно зависит от температуры.Это может сделать их пригодными для использования в устройствах измерения температуры. Металлический резистор подвергается воздействию жидкости или области, в которой необходимо измерить температуру. Он подключен проводами к устройству измерения сопротивления внутри индикатора кабины. Циферблат прибора откалиброван по желанию в градусах Фаренгейта или Цельсия, а не в омах. При изменении измеряемой температуры изменяется сопротивление металла, и индикатор измерения сопротивления показывает, в какой степени.

Типичный электрический термометр сопротивления выглядит как любой другой датчик температуры.Индикаторы доступны в двойной форме для использования в многомоторных самолетах. Большинство индикаторов самокомпенсируются при изменении температуры в кабине. Термочувствительный резистор изготавливается таким образом, чтобы он имел определенное сопротивление для каждого значения температуры в пределах своего рабочего диапазона. Термочувствительный резисторный элемент представляет собой отрезок или обмотку из никелево-марганцевой проволоки или другого подходящего сплава в изоляционном материале. Резистор защищен закрытой металлической трубкой, прикрепленной к резьбовой пробке с шестигранной головкой.[Рис. 3] Два конца обмотки припаяны или приварены к электрической розетке, предназначенной для размещения контактов вилки соединителя.

Рисунок 3. Колба электрического термометра сопротивления

Индикатор содержит измеритель сопротивления. Иногда используется модифицированная форма схемы Уитстонбриджа. Измеритель моста Уитстона работает по принципу уравновешивания одного неизвестного резистора с другими известными сопротивлениями.Упрощенная форма схемы моста Уитстона показана на рис. 4. Три равных значения сопротивления [рис. 4A, B и C] соединены в ромбовидную мостовую схему. Резистор с неизвестным значением [Рисунок 4D] также является частью схемы. Неизвестное сопротивление представляет собой сопротивление термометра системы электрического термометра сопротивления. Гальванометр прикреплен поперек цепи в точках X и Y.

Рисунок 4. Внутренняя структура индикатора электрического термометра сопротивления состоит из мостовой схемы, гальванометра и переменного резистора, который находится вне индикатора в виде датчика температуры

Когда из-за температуры сопротивление лампы становится равным сопротивлению других сопротивлений, разницы потенциалов между точками X и Y в цепи не существует. Следовательно, ток в цепи гальванометра не течет. Если температура колбы изменяется, ее сопротивление также изменяется, и мост становится неуравновешенным, заставляя ток течь через гальванометр в том или ином направлении.Стрелка гальванометра на самом деле является стрелкой датчика температуры. При движении относительно циферблата, откалиброванного в градусах, он показывает температуру. Многие индикаторы снабжены винтом регулировки нуля на лицевой стороне прибора. Это регулирует натяжение пружины обнуления указателя, когда мост находится в точке баланса (положение, в котором мостовая схема уравновешена и через измеритель не течет ток).

Ратиометр Термометры сопротивления электрические

Другой способ индикации температуры при использовании электрического термометра сопротивления — использование логометра.Индикатор моста Уитстона подвержен ошибкам из-за колебаний напряжения в сети. Логометр более стабилен и обеспечивает более высокую точность. Как следует из названия, электрический термометр сопротивления логометра измеряет соотношение протекания тока.

Часть датчика электрического термометра сопротивления ратиометра, по существу, такая же, как описано выше. Схема содержит переменное сопротивление и фиксированное сопротивление для индикации. Он содержит две ветви для прохождения тока.У каждого есть катушка, установленная с обеих сторон узла указателя, который установлен в магнитном поле большого постоянного магнита. Изменяющийся ток, протекающий через катушки, вызывает формирование различных магнитных полей, которые реагируют с большим магнитным полем постоянного магнита. Это взаимодействие поворачивает указатель к циферблату, который откалиброван в градусах Фаренгейта или Цельсия, давая индикацию температуры. [Рисунок 5]

Рисунок 5. Индикатор для измерения температуры на основе логометра имеет две катушки. Поскольку сопротивление груши датчика изменяется в зависимости от температуры, через катушки протекает разное количество тока. Это создает переменные магнитные поля. Эти поля взаимодействуют с магнитным полем большого постоянного магнита, в результате чего отображается температура

Концы магнитных полюсов постоянного магнита расположены ближе вверху, чем внизу. Это приводит к тому, что силовые линии магнитного поля между полюсами более концентрируются вверху.По мере того как две катушки создают свои магнитные поля, более сильное поле взаимодействует и поворачивается вниз в более слабую, менее концентрированную часть поля постоянного магнита, в то время как более слабое магнитное поле катушки смещается вверх в сторону более концентрированного магнитного поля большого магнита. Это обеспечивает балансирующий эффект, который изменяется, но остается в равновесии, поскольку напряженность поля катушки изменяется в зависимости от температуры и результирующего тока, протекающего через катушки.

Например, если сопротивление термометра равно значению фиксированного сопротивления (R), равные значения тока протекают через катушки.Вращающие моменты, создаваемые магнитным полем, создаваемым каждой катушкой, одинаковы и отменяют любое движение в большем магнитном поле. Указатель индикатора переместится в вертикальное положение. Если температура колбы увеличивается, увеличивается и ее сопротивление. Это приводит к увеличению тока, протекающего через ветвь цепи катушки A. Это создает более сильное магнитное поле в катушке A, чем в катушке B. Следовательно, крутящий момент на катушке A увеличивается, и она тянется вниз в более слабую часть большого магнитного поля.В то же время через резистор колбы датчика и катушку B протекает меньший ток, в результате чего катушка B формирует более слабое магнитное поле, которое притягивается вверх в область более сильного магнитного поля постоянного магнита. Указатель перестает вращаться, когда поля достигают новой точки баланса, которая напрямую связана с сопротивлением в измерительной лампочке. Противоположное этому действие будет иметь место, если температура термочувствительной лампы снизится.

Системы измерения температуры Ratiometer используются для измерения температуры моторного масла, наружного воздуха, воздуха карбюратора и других температур во многих типах самолетов.Они особенно востребованы для измерения температурных режимов, когда важна точность или когда встречаются большие колебания напряжения питания.


Индикаторы температуры термопары

Термопара — это цепь или соединение двух разных металлов. Металлы соприкасаются двумя отдельными стыками. Если один из контактов нагревается до более высокой температуры, чем другой, в цепи создается электродвижущая сила. Это напряжение прямо пропорционально температуре.Таким образом, измеряя величину электродвижущей силы, можно определить температуру. Вольтметр помещается поперек более холодного из двух спаев термопары. При необходимости он калибруется в градусах Фаренгейта или Цельсия. Чем горячее становится высокотемпературный спай (горячий спай), тем больше создается электродвижущая сила и тем выше показания температуры на измерителе. [Рисунок 6]

Рис. 6. Термопары объединяют два разных металла, которые вызывают протекание тока при нагревании
Термопары используются для измерения высоких температур.Двумя распространенными приложениями являются измерение температуры головки цилиндров (CHT) в поршневых двигателях и температуры выхлопных газов (EGT) в газотурбинных двигателях. Выводы термопар изготавливаются из различных металлов, в зависимости от максимальной температуры, которой они подвергаются. Железо и константан или медь и константан являются общими для измерения CHT. Хромель и алюмель используются в турбинных термопарах EGT.

Величина напряжения, создаваемого разнородными металлами при нагревании, измеряется в милливольтах.Поэтому выводы термопары предназначены для обеспечения определенного сопротивления в цепи термопары (обычно очень небольшого). Их материал, длина или размер поперечного сечения не могут быть изменены без компенсации изменения общего сопротивления, которое может произойти. Каждый вывод, который соединяется с вольтметром, должен быть изготовлен из того же металла, что и часть термопары, к которой он подключен. Например, медный провод подключается к медной части горячего спая, а константановый провод подключается к константановой части.

Горячий спай термопары различается по форме в зависимости от области применения. Два распространенных типа — это прокладка и байонет. В типе прокладки два кольца из разнородных металлов прижимаются друг к другу, образуя прокладку, которую можно установить под свечой зажигания или прижимной гайкой цилиндра. В байонетном исполнении металлы соединяются внутри перфорированной защитной оболочки. Байонетные термопары вставляются в отверстие или колодец в головке блока цилиндров. В газотурбинных двигателях они установлены на корпусе входа или выхода турбины и проходят через корпус в поток газа.Обратите внимание, что для индикации CHT, цилиндр, выбранный для установки термопары, является наиболее горячим в большинстве рабочих условий. Расположение этого цилиндра зависит от двигателя. [Рисунок 7]

Рис. 7. Термопара головки цилиндров с горячим спаем прокладочного типа предназначена для установки под свечой зажигания или прижимной гайкой цилиндра самого горячего цилиндра (A). Термопара байонетного типа устанавливается в отверстие в стенке цилиндра (B).

Холодный спай цепи термопары находится внутри корпуса прибора. Поскольку электродвижущая сила, установленная в цепи, изменяется в зависимости от разницы температур между горячим и холодным спаем, необходимо компенсировать механизм индикатора для изменений температуры кабины, которые влияют на холодный спа. Это достигается с помощью биметаллической пружины, соединенной с механизмом индикатора. Фактически это работает так же, как и биметаллический термометр, описанный ранее.Когда провода отсоединены от индикатора, температуру в зоне кабины вокруг приборной панели можно определить по шкале индикатора. [Рис. 8] Цифровые светодиодные индикаторы для CHT также широко распространены в современных самолетах.

Рисунок 8. Типовые индикаторы температуры термопары

Системы индикации температуры турбинного газа

EGT — критический параметр работы газотурбинного двигателя.Система индикации EGT обеспечивает визуальную индикацию температуры в кабине выхлопных газов турбины, когда они покидают турбоагрегат. В некоторых газотурбинных двигателях температура выхлопных газов измеряется на входе в турбоагрегат. Это называется системой индикации температуры на входе в турбину (TIT).

Несколько термопар используются для измерения EGT или TIT. Они расположены с интервалами по периметру кожуха турбины двигателя или выхлопного тракта. Крошечные напряжения термопары обычно усиливаются и используются для питания серводвигателя, который приводит в движение указатель индикатора.Распространено отключение цифровой индикации барабана от движения указателя. [Рис. 9] Показанный индикатор EGT представляет собой герметично закрытый блок. Шкала прибора находится в диапазоне от 0 ° C до 1200 ° C, с нониусом в верхнем правом углу и флажком предупреждения о выключении, расположенным в нижней части шкалы.

Рис. 9. Типичная система термопар для определения температуры выхлопных газов

Система индикации TIT обеспечивает визуальную индикацию на приборной панели температуры газов, поступающих в турбину.Можно использовать множество термопар со средним напряжением, представляющим TIT. Существуют двойные термопары, содержащие два электрически независимых спая в одном зонде. Один комплект этих термопар подключен параллельно для передачи сигналов на индикатор кабины. Другой набор параллельных термопар подает сигналы температуры в системы контроля и управления двигателем. Каждая цепь электрически независима, что обеспечивает надежность двойной системы.

Схема системы температуры на входе турбины для одного двигателя четырехмоторного газотурбинного самолета показана на рисунке 10.Схемы для трех других двигателей идентичны этой системе. Индикатор содержит мостовую схему, схему прерывателя, двухфазный двигатель для управления указателем и потенциометр обратной связи. Кроме того, включены опорное напряжение цепи, усилитель, выключение питания флага, источник питания, и сигнальная лампа над температурой. Выход усилителя возбуждает переменное поле двухфазного двигателя, которое позиционирует главный указатель индикатора и цифровой индикатор. Двигатель также приводит в действие потенциометр обратной связи для подачи гудящего сигнала для остановки приводного двигателя при достижении правильного положения указателя относительно сигнала температуры.Опорное напряжение схема обеспечивает строго регулируются опорное напряжение в мостовой схеме, чтобы исключить ошибки от изменения входного напряжения к источнику питанию индикатора.

Рисунок 10. Типичная аналоговая система индикации температуры на входе в турбину

Контрольная лампа перегрева в индикаторе загорается, когда TIT достигает заданного предела.Внешний переключатель проверки обычно устанавливается так, чтобы можно было одновременно проверять сигнальные лампы перегрева для всех двигателей. При срабатывании тестового переключателя сигнал перегрева моделируется в каждой цепи моста контроля температуры индикатора.

Цифровые приборные системы кабины не нуждаются в использовании индикаторов сопротивления и регулируемых термопар с сервоприводом, чтобы предоставить пилоту информацию о температуре. Значения сопротивления и напряжения датчика вводятся в соответствующий компьютер, где они регулируются, обрабатываются, контролируются и выводятся для отображения на дисплейных панелях кабины.Они также отправляются для использования другими компьютерами, которым требуется информация о температуре для управления и мониторинга различных интегрированных систем.


Измерение общей температуры воздуха

Температура воздуха — ценный параметр, от которого зависят многие параметры мониторинга и управления. Во время полета статическая температура воздуха постоянно меняется, и точное измерение создает проблемы. Ниже 0,2 Маха простой резистивный или биметаллический датчик температуры может предоставить относительно точную информацию о температуре воздуха.На более высоких скоростях трение, сжимаемость воздуха и поведение пограничного слоя усложняют точное определение температуры. Общая температура воздуха (TAT) — это статическая температура воздуха плюс любое повышение температуры, вызванное высокоскоростным движением самолета по воздуху. Повышение температуры известно как подъем тарана. Датчики TAT созданы специально для точного определения этого значения и передачи сигналов для индикации в кабине, а также для использования в различных системах двигателей и самолетов.

Простые системы ТАТ включают датчик и индикатор со встроенной схемой баланса сопротивлений. Воздушный поток, проходящий через датчик, разработан таким образом, что воздух с точной температурой воздействует на резистивный элемент из платинового сплава. Датчик спроектирован так, чтобы регистрировать изменения температуры с точки зрения изменения сопротивления элемента. При включении в мостовую схему указатель индикатора перемещается в ответ на дисбаланс, вызванный переменным резистором.

Более сложные системы используют технологию коррекции сигналов и усиленные сигналы, отправляемые на серводвигатель для регулировки индикатора в кабине.Эти системы включают строго регулируемое электропитание и мониторинг отказов. Они часто используют цифровые показания барабанного типа, но также могут быть отправлены драйверу ЖК-дисплея для подсветки ЖК-дисплеев. Многие ЖК-дисплеи являются многофункциональными и могут отображать статическую температуру воздуха и истинную скорость полета. В полностью цифровых системах сигналы коррекции вводятся в АЦП. Там ими можно управлять соответственно для отображения в кабине или для любой системы, требующей информации о температуре. [Рисунок 11]

Рисунок 11. Различные дисплеи ТАТ в кабине

Конструкция датчика / зонда TAT осложняется возможностью образования льда в условиях обледенения. Если датчик не нагревается, он может перестать нормально работать. Включение нагревательного элемента угрожает точному сбору данных. Нагрев зонда не должен влиять на сопротивление чувствительного элемента. [Рисунок 12]

Рисунок 12. Датчики общей температуры воздуха (TAT)

массовых расходомеров-часть 1-71814.indd

% PDF-1.6 % 1 0 obj > / Метаданные 2 0 R / Страницы 3 0 R / StructTreeRoot 233 0 R / Тип / Каталог / OutputIntents [>] >> endobj 2 0 obj > поток 2014-07-18T14: 55: 33-07: 002014-07-21T07: 11: 52-07: 002014-07-21T07: 11: 52-07: 00 Adobe InDesign CS6 (Macintosh) uuid: 30a6d052-c010-4710- 8577-9f6a5392d799xmp.did: 018011740720681188C69FA15740745Fxmp.id: 150F301609206811822AF65428CE610Dproof: pdf1xmp.iid: 0E0F301609206811822AF65428CEd610D118Dxmp.сделал: 018011740720681188C69FA15740745F по умолчанию

  • преобразовано из application / x-indesign в application / pdfAdobe InDesign CS6 (Macintosh) / 2014-07-18T14: 55: 33-07: 00
  • application / pdf
  • массовые расходомеры-часть1-71814.indd
  • Библиотека Adobe PDF 10.0.1FalsePDF / X-1: 2001PDF / X-1: 2001PDF / X-1a: 2001 конечный поток endobj 3 0 obj > endobj 233 0 объект > endobj 5 0 obj > поток HuTK tKKJI, t (݋4 K% ҹh5J # Ғ (H wqyy ~ 3̙g

    Обзор тепловизора

    Датчики, способные обнаруживать ИК-излучение, включают термобатареи, пироэлектрики, болометры и полупроводниковые фотодиоды с малой шириной запрещенной зоны (подробнее см. Физика термобатареи и Физика пироэлектрика).В то время как массивы пироэлектрических датчиков и микроболометров используются для получения тепловизионных изображений, более распространено использование матриц фотодиодов (см. Измерение профиля лазерного луча). Это в основном связано с большей способностью к обнаружению для этих типов датчиков, а также со зрелостью процессов производства полупроводников, которые позволяют их использовать. Поскольку эти матрицы фокальной плоскости (FPA) состоят из фотодиодов, их ИК-спектральная чувствительность зависит от ширины запрещенной зоны используемого полупроводникового материала. Наиболее распространенные типы FPA строятся с использованием InSb, InGaAs, HgCdTe и фотодиодов на основе квантовых ям.Чувствительные к ИК-излучению FPA значительно дороже, чем FPA на основе Si, в результате чего более дорогие модели используются в основном в военных приложениях. Кроме того, для обнаружения в MWIR и LWIR часто требуется криогенное охлаждение для достижения разумных уровней обнаружения.

    Оптические компоненты для тепловидения

    Оптические компоненты играют решающую роль в тепловидении как с точки зрения производительности, так и с точки зрения стоимости. В частности, линзы являются наиболее важными компонентами для визуализации (дополнительную информацию см. В разделе Физика оптических линз).Некоторые широко используемые термины, относящиеся к тепловизионной оптике, включают эффективное фокусное расстояние (EFL), поле зрения (FOV), входной зрачок и F / # (отношение EFL к диаметру входного зрачка). . Как правило, основные рабочие параметры линз или систем линз:

    • Функция передачи модуляции (MTF) — измеряет способность передавать (или воспроизводить) модуляцию (или контраст) в объекте изображению, сформированному оптическим компонентом; это функция пространственной частоты (или разрешения)
    • Transmission — отношение прошедшего излучения к падающему
    • Относительное освещение — освещение в любой точке изображения относительно максимального осевого освещения
    • Искажение — деформация изображения, вызванная изменением увеличения в поле зрения. Все эти параметры являются функцией конструкции оптических линз.

    Следовательно, конструкция объектива имеет решающее значение для достижения желаемого качества изображения. Ниже обсуждается, как проектируется и изготавливается тепловизионная оптика с учетом требований к характеристикам.

    Типы и конструкция линз

    В тепловизионных системах используется много типов линз. Типы линз, выбранные для конкретной системы, могут зависеть (среди прочего) от: интересующего спектрального диапазона, например, NIR, SWIR, MWIR или LWIR, количества требуемых FOV (например.g., одиночный, двойной, непрерывный зум), независимо от того, должны ли они быть атермальными (нет необходимости в перефокусировке после изменения температуры), и их механизм фокусировки, например, фиксированный, ручной или моторизованный. После того, как системные требования установлены и спецификации линз составлены, проектировщик оптики должен предоставить оптическую конструкцию, отвечающую требованиям спецификации. Кроме того, дизайнер должен осознавать технологичность и стоимость. Этапы проектирования оптики включают:

    1. Определение базовой геометрии
    2. Оптимизация производительности, подгонки и стоимости
    3. Построение набора допусков
    4. Документирование дизайна и характеристик

    Основным методом достижения хорошей оптической конструкции является оптимизация, которая заключается в изменении числовых параметров конструкции для достижения желаемого результата визуализации, такого как точный фокус или плоское поле.Параметры конструкции могут быть обширными из-за, например, количества задействованных линз, их формы или кривизны, оптических материалов, из которых изготовлены линзы, наличия промежуточного фокуса и т. Д.

    Оптимизация основана на оценочной функции. Эта функция может включать в себя термины, которые напрямую влияют на качество изображения, например оптические аберрации. Он также может включать в себя термины для управления геометрией проекта, такие как толщина элементов или расстояние между ними. Разработчик оптики регулирует функцию качества в процессе оптимизации для достижения целей проекта, которые включают производительность, размер и стоимость.

    Чтобы завершить оптимизацию, проектировщик должен иметь набор допусков в дополнение к самой конструкции оптики. Набор допусков может включать пределы чувствительности производственного процесса, используемого при изготовлении линз. Эти допуски могут включать вариации радиуса кривизны, толщины, неровности поверхности и толщины кромки. Также существуют допуски, связанные с механической сборкой системы. К ним относятся децентрализация, наклон и расстояние между элементами.

    Материалы, поверхности и покрытия

    Линзы для тепловизионных систем изготовлены из материалов с низким поглощением в ИК-области спектра. Основные материалы, используемые для изготовления этих линз, включают Ge, Si, ZnS, ZnSe, CaF 2 и халькогенидные стекла. Зеркала также могут использоваться как оптические компоненты для тепловизионных систем. Эти компоненты имеют поверхности, которые в основном сделаны из металлов, таких как алюминий и медь. Более подробную информацию о зеркалах и их поверхностях можно найти в Физике оптических зеркал.

    Существует четыре основных типа оптических поверхностей, используемых для создания оптических компонентов: плоские, сферические, асферические и дифракционные. Плоские и сферические поверхности созданы для размещения параксиальных волновых фронтов, то есть слабо фокусирующей геометрии. Асферические поверхности предназначены для коррекции ошибок волнового фронта, таких как сферические аберрации, и поэтому больше подходят для более сильной фокусирующей геометрии. Дифракционные поверхности предназначены для коррекции хроматических аберраций.

    Для оптических компонентов ИК-диапазона плоскостность или неровность поверхности имеют стандартную точность λ / 2 на длине волны 633 нм, что может быть весьма требовательным для определенных длин волн ИК-излучения.Стандарты качества поверхности обычно требуют значений 80-50 для области LWIR и 60-40 для области SWIR. Кривизна поверхности обычно требует точности 0,1% от значения радиуса или выше, в то время как стандартные значения шероховатости поверхности находятся в диапазоне среднеквадратичных значений 25 нм. Помимо высококачественных оптических поверхностей, позиционирование линз также имеет решающее значение в тепловизионных системах. Это может включать в себя абсолютные положения в оптическом корпусе и относительные положения двух поверхностей линз. Инструменты измерения, такие как штангенциркуль высокой точности, микрометры и компараторы, используются для соответствия требуемым характеристикам.

    Почти все оптические поверхности инфракрасных оптических компонентов имеют покрытие. Покрытия служат двум целям: улучшают спектральные характеристики, т.е. коэффициент пропускания и отражения, и выдерживают условия окружающей среды. Подробные сведения об общих характеристиках покрытия и технологиях нанесения приведены в разделе «Оптические покрытия». Оптические покрытия, специально предназначенные для ИК-оптики, относятся к одной из следующих категорий: высокая эффективность, высокая прочность и твердый углерод. Покрытия с высокой эффективностью обладают превосходными спектральными характеристиками при низкой экологической стойкости, в то время как высокопрочные покрытия приносят в жертву спектральные характеристики в пользу повышенной экологической устойчивости.Покрытия из твердого углерода имеют однослойные алмазоподобные покрытия и обладают очень высокой экологической стойкостью, а их спектральные характеристики могут быть адаптированы в зависимости от целевого применения.

    Сборка и механическое проектирование

    Перед сборкой тепловизионной системы проверяются требования спецификации для всех предварительно собранных деталей. Во время сборки все элементы, как механические, так и оптические, должны быть очищены от потенциально опасного мусора.Основная цель состоит в том, чтобы оптические элементы были правильно размещены в соответствии с требованиями оптической и механической конструкции. Для удовлетворения этих требований существует несколько методов калибровки и сборки, которые различаются по сложности в зависимости от системы. Например, системы, которые созданы для работы в экстремальных условиях окружающей среды, например, при температуре, ударах, вибрациях, дожде, будут подвергаться более строгим протоколам сборки.

    Более сложная сборка и механическое проектирование требуются, когда оптические компоненты больше не находятся в фиксированных положениях относительно друг друга, например, в зум-объективе.В этом случае внутренние линзы перемещаются в разные положения с целью достижения хорошей фокусировки для всех разработанных FOV. Механизмы позиционирования могут быть статическими или динамическими и могут требовать высокой степени точности с плавным перемещением и нулевым люфтом для правильной работы. Для моторизованных систем формирования изображений контроллер использует кодировщик вместе со справочной таблицей для правильного позиционирования линз для достижения оптимальной фокусировки в соответствии с проектными спецификациями. Линзы для получения ИК-изображений изготовлены из материалов, которые могут быть чувствительны к окружающей температуре, что приводит к незначительным изменениям формы и / или положения при изменении температуры.Чтобы компенсировать это, контроллер может измерять температуру окружающей среды и менять положение линз для поддержания оптимальной фокусировки.

    Приложения для тепловидения

    Легкие зум-объективы MWIR для БПЛА

    По мере того, как технология БПЛА применяется для решения все более разнообразных и сложных задач, возникла потребность в улучшении качества изображения. Соответственно, производители детекторов работают над улучшением разрешения, сохраняя при этом относительно небольшие размеры, чтобы их можно было использовать в небольших дронах.Хотя разрешение детектора должно улучшать качество изображения, это должно сопровождаться улучшением качества линз. Дополнительную информацию см. В разделе Системы визуализации БПЛА.

    Автомобильные линзы для систем ночного видения

    Автомобильные системы ночного видения используют тепловизионную технологию, позволяющую водителям обнаруживать пешеходов и обеспечивать четкое представление о дороге, даже когда видимость затрудняется условиями окружающей среды, такими как темнота, дым или туман.Для максимальной производительности и минимального риска столкновения критически важны точность тепловизионного изображения, качество и обнаружение объектов на большом расстоянии, чтобы обеспечить водителю достаточное время реакции. Ключом к выполнению этих требований является использование высокочувствительной оптики с высоким разрешением.

    MKS Ophir заработал репутацию ведущего мирового разработчика и поставщика в области тепловизионной оптики для автомобильного рынка. Превосходные атермализованные линзы MKS Ophir повышают производительность программного обеспечения для распознавания пешеходов, позволяя лучше предвидеть потенциальные опасности.Созданные на основе многолетнего опыта и знаний, эти инфракрасные тепловизионные линзы содержат компоненты и материалы высочайшего качества, разработанные специально для удовлетворения потребностей отрасли. Линзы MKS Ophir, являющиеся единственным поставщиком ИК-тепловизоров на европейский автомобильный рынок, интегрированы в системы ночного видения ведущих европейских автомобилей.

    Прицел тепловизионного оружия

    Тепловизионный прицел — устройство, сочетающее в себе компактный тепловизор и прицельную сетку.Эти устройства могут быть установлены на различное стрелковое оружие и часто используются охотниками. Тепловизионный прицел может быть весьма полезен в местах, где обзор затруднен из-за условий окружающей среды, таких как темнота, дым или туман. Прицел позволяет пользователю легко определить местонахождение любого источника тепла, такого как животное или транспортное средство, на фоне его более низкой температуры.

    Тепловизоры

    .
    Датчик

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *