Конструкция котла предусматривает наличие нескольких элементов управления, которые контролируют температуру теплоносителя на выходе. Терморегулятор – это устройство, реагирующее на изменения температурного режима. Часто в старых или бюджетных моделях отопительных котлов устанавливают примитивные виды этого элемента. Они способны только активировать или деактивировать функцию нагрева. Потому для того, чтобы оптимизировать работу системы, домовладельцы задумываются над тем, как сделать регулятор температуры для котла своими руками.
Назначение терморегуляторов
Любой электрический или газовый котел оборудован комплектом автоматики, отслеживающей нагрев теплоносителя на выходе из агрегата и отключающей основную горелку при достижении заданной температуры. Снабжены подобными средствами и твердотопливные котлы. Они позволяют поддерживать температуру воды в определенных пределах, но не более того.
При этом климатические условия в помещениях или на улице не учитываются. Это не слишком удобно, домовладельцу приходится постоянно подбирать подходящий режим работы котла самостоятельно. Погода может изменяться в течении дня, тогда в комнатах становится жарко либо прохладно. Было бы гораздо удобнее, если автоматика котла ориентировалась на температуру воздуха в помещениях.
Чтобы управлять работой котлав зависимости от фактической температуры, используются различные термореле для отопления. Будучи подключенным к электронике котла, такое реле отключает и запускает нагрев, поддерживая необходимую температуру воздуха, а не теплоносителя.
Виды термореле
Обычный терморегулятор представляют собой небольшой электронный блок, устанавливаемый на стене в подходящем месте и присоединенный к источнику тепла проводами. На передней панели есть только регулятор температуры, это самая дешевая разновидность прибора.
Кроме нее, существуют и другие виды термореле:
- программируемые: ммеют жидкокристаллический дисплей, подключаются с помощью проводов либо используют беспроводную связь с котлом. Программа позволяет задать изменение температуры в определенные часы суток и по дням в течение недели;
- такой же прибор, только снабженный модулем GSM;
- автономный регулятор с питанием от собственной батареи;
- беспроводное термореле с выносным датчиком для управления процессом нагрева в зависимости от температуры окружающей среды.
Примечание. Модель, где датчик расположен снаружи здания, обеспечивает погодозависимое регулирование работой котельной установки. Способ считается наиболее эффективным, так как источник тепла реагирует на изменение погодных условий еще до того, как они повлияют на температуру внутри здания.
Многофункциональные термореле, которые можно программировать, существенно экономят энергоносители. В те часы суток, когда дома никого нет, поддерживать высокую температуру в комнатах нет смысла. Зная рабочее расписание своей семьи, домовладелец всегда может запрограммировать реле температуры так, чтобы в определенные часы температура воздуха снижалась, а за час до прихода людей включался нагрев.
Бытовые терморегуляторы, укомплектованные GSM – модулем, способны обеспечить дистанционное управление котельной установкой посредством сотовой связи. Бюджетный вариант – отправка уведомлений и команд в виде SMS – сообщений с мобильного телефона. Продвинутые версии приборов имеют собственные приложения, устанавливаемые на смартфон.
Добавить ссылку на обсуждение статьи на форуме
РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Бытовая техника >
| Теги статьи: | Добавить тег |
Термостат для газового котла V2, плюс погодное регулирование.
Автор: [email protected] Опубликовано 24.05.2012 Создано при помощи КотоРед.
Обновление, предыдущей версии схемы Термостат для газового котла V1, плюс погодное регулирование , так как это обновление появилось летом, будем юзать устройство согласно поговорке Готовь сани летом, а телегу – зимой.
Эта схема предназначена для поддержания и регулирования температуры внутри помещения. Каждый газовый настенный котел предусматривает подключение такого термостата, схема подключается в котле к специальным выводам для наружного выносного термостата.
Основное предназначение в этой схеме использования такого типа регулирования, чтобы при положительных температурах котел не перерасходовал топливо на ненужный перегрев, и сгладит ощутимые перепады температуры в помещение во время осенне-весеннего отопительного сезона, в зимний период при низких отрицательных температурах, программа практически не вносит изменений в отопительный режим.
Схема:
Основные элементы схемы это; ЖКИ 16х2 на базе контроллера HD44780 или KS0006, МК ATmega8 с любой буквой и корпусе.
Датчики температуры DS18b20.
Фоторезистор (любой который называется таковым:))).
В моем варианте схемы, используется, для понижения напряжения от источника питания Step-down converter на микросхеме MC34063, это небольшое усложнение схемы определено тем, что вся схема запитывается от 24 вольт, плюс постоянно подключена подсветка ЖКИ, для «кренки» эти условия образно говоря «горячие»….
Если у Вас напряжение запитки до 15 вольт, и не планируется подключение ЖКИ подсветки , нет преград, использовать в качестве стабилизации 5 вольт, линейный стабилизатор типа «кренки».
Принцип работы схемы.
Термостат U-2 (улица) работает всегда, до периода Toff …(см. ), при желании использования в схеме только термостатов, работу таймеров можно остановить принудительно, установив перемычку (МК порт PD3) на общий питания.
Термостат U-1 (помещение) всегда если ниже температура ниже установленной в помещении. И параллельно U-2 всегда может включить команду на обогрев..
Термостат U-3 (установлен на вводе теплоносителя в котел (обратка) ) имеет приоритет над U-1 и U-2 при перегреве, всегда отключит команду поданную котлу на обогрев , то есть команду от U-1 и U-2. ( команда от U-3 имеют приоритет над работой таймеров U-2 и над данными от U-1).
А также если была активность термостатов U-1 и U-3 , термостат U-2 —> таймер« периода паузы начинает отсчет интервала % заряда с нуля..
Временные режимы таймеров, в соотношении к наружной температуре можно наглядно увидеть на . По графику видим, что для таймера« (красная линия), чем дальше уличная температура от комфортной для человека, тем сильнее изгиб линии отображающего временную работу таймера«. Такое программное построение работы графика построено, исходя из стандартных расчетных теплопотерь помещения, возмещаемое отоплением. Определяется из теплового баланса отапливаемого помещения ( СНиП 2.08.01—89 отопление жилых зданий (в упрощенном виде)).
С помощью фото-датчика, происходит определение схемой времени суток, и на основе этого происходит , смещение температурного графика на 2°С.
В V-2 версии программы добавлено, изменение установленной температуры теплоносителя на +х°С в соотношении к наружной температуре .(при понижении температуры наружного воздуха, к установленной температуре теплоносителя, зависимости от наружной температуры к установленной температуры теплоносителя автоматически прибавляется от 0 до 6°С (см. ) .
Резисторный делитель (порт РС3) при нормальной работе схемы на измерительном входе МК (РС3) 3.4V , при изменении этого напряжения меньше 3.0V (например в случае обесточки) подается команда на запись в энергонезависимую память, данных счета «периода паузы» и учет статистики включений и наработки котло-часов.
Отображение показаний на дисплее ЖКИ;
График №1.
График №2.
Вход в меню настроек; осуществляется кнопкой Кн2. и далее изменение настроеных значений термостатов и гистерезиса с помощью кнопок Кн1, Кн3.
Диапазон настроек температуры:
Термостат помещение, диапазон установок от 10 °C до 32 °C Гистерезис от 0.2°C до 2.5 °C.Термостат теплоносителя, диапазон установок от 20 °C до 80 °C Гистерезис от 0.5°C до 9.9 °C.
Статистика наработки включения котла на отопление, доступна с режима основного экрана при нажатии Кн1 и далее Кн2.
По большому счету особо ценной информации в этой статистике нет , так как горелка работает в режиме модулированной мощности. А количество включений котла, на отопление, в конечном счете достигнет мульйона :))))))) ну мало ли, вдруг, это кому то может показаться интересным…)
Еще, в режиме основного экрана кнопкой ( Кн3, три варианта) можно делать просмотр работы таймеров не в % соотношении, а в привычном всем «часовом», эта статистика тоже не сильно актуальна так как эти данные могут быть очень разные, так как все будет зависеть от колебаний наружной температуры,(опять же вдруг, это кому то может показаться интересным)…
Все производимые действия внутри и на выходе МК отображаются на ЖКИ определёнными знаками и символами.
Рабочее состояние программы .
1) Программа находится в рабочем состоянии основного экрана (без всяких блокировок, можно сказать дежурный режим, наблюдаем на дисплее счет таймера
« в % ). 2) Комнатная температура опустилась ниже установленной пользователем, на котел подана команда ВКЛ.(одновременно отобр. символ стрелка и огонек, таймер « обнуляется отсчет в % ).
3) Температура теплоносителя достигла выше установленного пользователем порога, (отобр. символ стрелка и символ кружок, команды на котел не подаются таймеры не ведут отсчет в % ).
4) Температура на улице выше 19°С , для программы это уже летний режим… Команды на ВКЛ. котла уже не будет, пока опять температура не опустится ниже 19°С (отобр. символ квадратик, таймеры не ведут отсчет в % ).
FUSE. Схема МК работает с кварцем, на частоте 8MHz.
Работу схемы можно протестировать в proteusе.(разводка схемы в протеусе для МК Atmega-8 в корпусе TQFP-32)
Файлы:
01.pdf проект V2.1,прошивка, proteus, печатная плата. Справочное пособие к СНиП
Все вопросы в Форум.
| Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? | |
| 81 | 3 | 3 |
| 2 | 0 |
Как собрать термореле самостоятельно?
Приборы для регулирования отопления, имеющиеся в продаже, достаточно надежны и нареканий не вызывают. Но при этом они стоят денег, а это не устраивает тех домовладельцев, кто хоть немного разбирается в электротехнике или электронике. Ведь понимая, как должно функционировать такое термореле, можно собрать и подключить его к теплогенератору своими руками.
Конечно, сделать сложный программируемый прибор под силу далеко не каждому. Кроме того, для сборки подобной модели необходимо закупить комплектующие, тот же микроконтроллер, цифровой дисплей и прочие детали. Если вы в этом деле человек новый и разбираетесь в вопросе поверхностно, то стоит начать с какой-нибудь простой схемы, собрать и запустить ее в работу. Достигнув положительного результата, можно замахнуться на что-то более серьезное.
Для начала надо иметь представление, из каких элементов должно состоять термореле с регулировкой температуры. Ответ на вопрос дает принципиальная схема, представленная выше и отражающая алгоритм действия прибора. Согласно схеме, любой терморегулятор должен иметь элемент, измеряющий температуру и отправляющий электрический импульс в блок обработки. Задача последнего – усилить либо преобразовать этот сигнал таким образом, чтобы он послужил командой исполнительному элементу – реле. Дальше мы представим 2 простые схемы и поясним их работу в соответствии с этим алгоритмом, не прибегая к специфическим терминам.
Понятие о температурных регуляторах
Изделия этой категории применяют для решения разных задач. По соответствующей настройке температурного порога подают питание (отключают):
- отопление в погребе;
- нагрев паяльной станции;
- циркуляционный насос котла.
Из приведенных примеров понятны базовые требования к точности, которую должна обеспечить подходящая схема терморегулятора. В некоторых ситуациях необходимо поддержание заданного уровня не ниже, чем ±1C°. Для контроля рабочих параметров нужна оперативная индикация. Существенное значение имеют нагрузочные способности.
Перечисленные особенности поясняют назначение типовых функциональных узлов:
- значение температуры фиксируют специализированным датчиком (резистором, термопарой);
- показания анализирует микроконтроллер или другое устройство;
- исполнительный сигнал поступает на электронный (механический) переключатель.
К сведению. Кроме рассмотренных частей, схема термореле может содержать дополнительные компоненты для подачи питания на электронагреватель, другую мощную нагрузку.
Схема со стабилитроном
Стабилитрон – это тот же полупроводниковый диод, пропускающий ток лишь в одну сторону. Отличие от диода заключается в том, что у стабилитрона имеется управляющий контакт. Пока к нему подводится установленное напряжение, элемент открыт и ток идет по цепи. Когда его величина становится ниже предельной, цепь разрывается. Первый вариант – это схема термореле, где стабилитрон играет роль логического управляющего блока:
Как видите, схема разделена на две части. С левой стороны изображена часть, предшествующая управляющим контактам реле (обозначение К1). Здесь измерительным блоком является термический резистор (R4), его сопротивление уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Ручной регулятор температуры – это переменный резистор R1, питание схемы – напряжение 12 В. В обычном режиме на управляющем контакте стабилитрона присутствует напряжение более 2.5 В, цепь замкнута, реле включено.
Совет. Блоком питания 12 В может служить любой прибор из недорогих, имеющихся в продаже. Реле – герконовое марки РЭС55А или РЭС47, термический резистор – КМТ, ММТ или им подобный.
Как только температура возрастет выше установленного предела, сопротивление R4 упадет, напряжение станет меньше, чем 2.5 В, стабилитрон разорвет цепь. Следом то же самое сделает и реле, отключив силовую часть, чья схема показана справа. Тут простое термореле для котла снабжено симистором D2, что вместе с замыкающими контактами реле служит исполнительным блоком. Через него проходит напряжение питания котла 220 В.
Проверка
Тестируют терморегулятор в таком порядке:
- к терморезистору подносят горящую спичку или зажигалку при этом должен заработать кулер;
- при остывании вентилятор должен выключиться;
- если схема не срабатывает, нужно перепроверить пайку и контакты.
TR — терморезистор, К — кулер, R1 — переменный резистор, ПТ — полевой транзистор, АБ — аккумуляторная батарея 12 В.
Схема с логической микросхемой
Эта схема отличается от предыдущей тем, что вместо стабилитрона в ней задействована логическая микросхема К561ЛА7. Датчиком температуры по-прежнему служит терморезистор (обозначение – VDR1), только теперь решение о замыкании цепи принимает логический блок микросхемы. Кстати, марка К561ЛА7 производится еще с советских времен и стоит сущие копейки.
Для промежуточного усиления импульсов задействован транзистор КТ315, с той же целью в конечном каскаде установлен второй транзистор – КТ815. Данная схема соответствует левой части предыдущей, силовой блок здесь не показан. Как нетрудно догадаться, он может быть аналогичным – с симистором КУ208Г. Работа такого самодельного термореле проверена на котлах ARISTON, BAXI, Дон.
Необходимые материалы и инструменты
В некоторых ситуациях понадобятся навыки изготовления сложной печатной платы. Простейшие схемы собирают за несколько минут с применением паяльника и технологии навесного монтажа. До выполнения рабочих операций необходимо приобрести:
- комплектующие детали;
- расходные материалы;
- измерительную аппаратуру.
Список покупок составляют на основе выбранной электрической схемы. Для защиты устройства от неблагоприятных внешних воздействий и улучшения внешнего вида создают соответствующий корпус.
