Капиллярный термостат своими руками. Терморегулятор для бойлера — термореле: регулировка температуры, виды
Термостат для водонагревателя является важным элементом устройства бойлера. Главная задача прибора состоит в поддержании заданного температурного режима нагреваемой жидкости, а у некоторых моделей он должен поддерживаться и при аварийном отключении электроприбора в случае возникновения неисправностей. Рекомендации по поводу выбора и установки подобного прибора будут рассмотрены в данной статье.
Особенности
Терморегулятор отвечает за безопасность работы водонагревателя и отключает нагревательный элемент в том случае, когда температура достигла заданного значения. Если термостат по каким-либо причинам отсутствует или неисправен, то при повышении температуры, а следовательно и давления внутри герметичного корпуса, может произойти взрыв. Поэтому от правильной установки и функционирования терморегулятора зависит безопасность окружающих. Современные модели снабжены функцией аварийного отключения ТЭНа при низком уровне либо полном отсутствии воды в баке, что очень удобно в случае перебоев с водоснабжением, плохим напором и частыми отключениями.
Принцип работы термостата достаточно прост. Он заключается в размыкании контактов ТЭНа при достижении температурой заданной отметки и в их соединении при понижении температуры жидкости ниже заданного значения. Практически все модели терморегуляторов снабжены индикаторной лампочкой, показывающей, в каком состоянии находится прибор: горящая лампочка обозначает работу нагревательного элемента, а погасшая говорит о том, что нагрев воды до заданной температуры произошёл, и бойлером можно пользоваться.
Нужная температура задаётся на специальном электронном табло или с помощью механического переключателя в зависимости от модели, и может быть изменена в любой момент по желанию пользователя.
Более современные и высокотехнологичные приборы в случае неисправности электрического нагревательного элемента моментально отключат его от сети и не допустят поражения электрическим током во время принятия душа при незаземлённом бойлере. Также некоторые модели терморегуляторов способны выполнять свои функции даже при отказе электроники.
В таких случаях происходит аварийное отключение прибора при достижении температуры 95 градусов, а в бойлерах последнего поколения – при 105 градусах.
Виды
Современные бойлеры, как правило, уже оборудованы термостатами, среди которых выделяют стержневые, электронные, биметаллические и капиллярные модели.
Стержневой термостат является самым распространённым типом бытовых терморегуляторов и представлен в виде небольшой трубки, линейно расширяющейся при повышении температуры и давящей при этом на реле выключателя. Обратный процесс с включением ТЕНов происходит при остывании воды в баке и понижении её температуры ниже заданных значений.
Среди достоинств моделей данного вида можно отметить невысокую стоимость приборов, к минусам относят некоторую неточность в работе, связанную с близким расположением устройства к системе подвода холодной воды, из-за чего работа термостата часто бывает не вполне корректной. В виду постоянного охлаждения прибор не успевает своевременно среагировать на нагрев жидкости и не отключает ТЭН. Поэтому температура воды из бойлеров, оборудованных стержневыми термостатами, часто превышает заданные значения.
Капиллярный термостат является наиболее современным образцом терморегулятора и представляет собой трубку, внутри которой размещена капсула, содержащая контрастную жидкость. При повышении температуры вода оказывает давление на мембрану, которая, в свою очередь, размыкает контакты нагревательного элемента. Данный вид термостатов отличается повышенной точностью и долгим сроком службы. Трубка, содержащая баллон, выполнена из антикоррозийных сплавов, в связи с чем агрегат не подвержен появлению ржавчины и окислению. Температурная погрешность капиллярных термостатов не превышает 3 градусов.
Электронный термостат снабжен защитным реле, останавливающим работу ТЕНа при пустом баке. Стоимость таких моделей несколько превышает цену более простых аналогов. Терморегуляторы данного типа устанавливаются на бойлеры известных мировых брендов, и отличаются высокой точностью, надёжностью и простотой в использовании. Особо технологичные модели имеют функцию программирования температуры и времени включения.
Биметаллические. Если в стержневых и капиллярных моделях индикатором изменения температуры является жидкость, находящаяся в запаянной трубке, то в термостатах этого вида роль жидкости выполняют металлические пластинки. При изменении температурного режима пластины изменяют своё расположение и размыкают или замыкают электрическую цепь.
Капиллярный
Электронный
Биметаллический
По предназначению терморегуляторы подразделяются на регулируемые, защитные и регулируемо-защитные. Первые поддерживают температуру нагреваемой жидкости в определённом диапазоне и работают в автоматическом режиме. Достигая верхнего предела заданного значения, реле размыкает контакты, и нагрев воды прекращается. По достижении нижнего предела заданного температурного режима, реле замыкает цепь, и работа керамического или стального ТЭНа возобновляется.
Защитные термостаты предназначены для принудительного отключения нагревательного элемента по достижении заданных параметров нагрева. Включить нагреватель после такого отключения можно только вручную. Обычно такие термостаты ставят в качестве второго дополнительного прибора, предназначенного для отключения ТЭНа в случае отказа основного терморегулятора. Температура в защитных приборах устанавливается на отметке 95 градусов, что предотвращает закипание воды и возможный взрыв бойлера. Третий тип – регулируемо-защитный – является устройством, сочетающим в себе свойства первого и второго видов, и считается наиболее универсальным прибором.
По способу крепления термостаты для водонагревателей можно разделить на врезные и накладные модели. Первые используются при механическом управлении, вторые – при электронном.
Монтаж
Иногда случается такие ситуации, при которых нагревательный элемент водонагревателя функционирует исправно, а термостат по каким-либо причинам уже вышел из строя – не отключается или работает не корректно. В таком случае покупку нового водонагревательного прибора можно отложить и ограничиться самостоятельной заменой терморегулятора. Для этого следует взять технический паспорт бойлера и на основании его эксплуатационных свойств и технических характеристик выбрать подходящую модель.
Для более точного выбора следует переписать все данные с маркировки старого прибора, и на основании техпаспорта и этих данных вы сможете приобрести новый термостат.
Схема подключения и правила регулировки обычно прописываются в сопроводительной документации, поэтому перед началом самостоятельного монтажа рекомендуется внимательно ознакомиться с инструкцией.
Установка терморегулятора своими руками требует наличия определённых навыков и знаний в области электромонтажных работ. Очень важным является соблюдение правил техники безопасности, без знания которых работы начинать нельзя. Замена термостата должна проводиться только на аналогичную по своим техническим характеристикам модель, использование самодельного устройства для установки в бойлер заводского изготовления не допускается.
На первом этапе следует обесточить водонагреватель и прекратить подачу в него воды из системы водопровода. Затем необходимо слить имеющуюся жидкость и снять нижнюю панель прибора, открыв, тем самым, доступ к нагревательному элементу. После открытия крышки нужно снять прижимное кольцо и вынуть старый терморегулятор вместе с регулирующим блоком.
Далее следует установить и подсоединить новый термостат, поставить на место прижимное кольцо и произвести фиксацию нижней панели. После окончания установки нужно наполнить бак водонагревателя водой, включить нагревательный элемент и проверить работу нового прибора, выставив его на минимальное температурное значение.
Если термостат отключил ТЭН после того, как вода достигла нужной температуры, то установка была произведена правильно, и терморегулятор функционирует в рабочем режиме. На последнем этапе следует отрегулировать термостат, задав ему необходимые рабочие параметры.
Для того чтобы вовремя заметить сбои в работе прибора и принять меры к их устранению, следует знать основные причины поломок и их признаки. К самым распространённым неполадкам термостатов относятся:
- износ медной капиллярной трубки;
- плохое взаимодействие трёхконтактного терморегулятора и нагревательного элемента;
- сбой в регулировке и образование накипи на ТЭНе;
- выход из строя в результате скачков напряжения.
Признаки неисправности термостата:
- вода в бойлере не нагревается;
- на дисплее отображаются некорректные значения температуры, отличающиеся от реальных показателей прогрева воды;
- термостат не отключает ТЭН на заданной температуре, в результате чего происходит неконтролируемый нагрев воды, прекратить который можно, лишь отключив бойлер от сети;
- не горит лампочка индикатора на механических моделях.
Водонагреватель позволяет создать комфортные условия проживания за счёт постоянного обеспечения горячей водой.
Узнать цену и купить отопительное оборудование и сопутствующие товары вы можете у нас. Пишите, звоните и приходите в один из магазинов в вашем городе. Доставка по всей территории РФ и стран СНГ.
Главные составляющие любого водонагревателя – это:
- внешний корпус, который может быть металлическим, пластиковым или комбинированным;
- внутренний бак, который обычно выполняется из нержавеющей стали;
- термостат / терморегулятор, о котором пойдёт речь ниже;
Термостат для водонагревателя
Защитный термостат для водонагревателя – это приспособление для удержания температуры воды в рамках заданных значений. Его называют «защитным», потому что его основная функция в предохранении прибора от перегрева. Он регулируют температуру воды в баке, своевременно запуская и прекращая процесс её нагрева.
Кроме автоматизации работы, термостат несёт ответственность за безопасность пользования водонагревательным оборудованием. Потому что если температура будет повышаться, то будет расти и давление в баке. И если не следить за давлением, то может произойти взрыв системы.
Принцип работы
Каждый производитель оснащает водонагреватели разным типом термостата , однако принцип работы устройства всё равно остаётся одинаковым.
Терморегулятор размыкает контакты ТЭНа , если вода достигает нужного температурного значения, а при охлаждении жидкости ТЭН включается обратно. В этом и заключается принцип работы терморегулятора водонагревателя.
Его задача заключается в контроле за нагреванием и остыванием воды.
Современный термостат для водонагревателя может подавать дополнительные сигналы. К примеру, если произошла поломка трубчатого электронагревателя, то следующим этапом будет автоматическое отключение системы от сети электропитания. Или, к примеру, по тому же шаблону произойдёт отключение, если ТЭН не справится со своими обязанностями из-за налёта.
Виды терморегуляторов
Водонагреватели могут быть оснащены разными терморегуляторами. Основные виды – это стержневые, капиллярные, электронные.
Термостат стержневой для водонагревателя – это сегодня самый популярный вид. Представляет собой небольшую в диаметре трубку, функционирующую по законам физики. При нагревании трубка линейно расширяется и давит на выключатель, а при остывании происходит сжатие и включение ТЭНа.
Имеет недостаток в неточности работы, так как его расположение близко к подводу воды.
Накопительный бойлер выполнен так, что при выходе горячей воды, в бак тут же поступает холодная, чтобы водный уровень всегда был одинаковым. Так как терморегулятор стержневой находится вблизи подвода холодной воды, то ему остаётся критически мало времени на расширение до нужных размеров. Холодная жидкость быстро его остужает, и бойлер во время его применения функционирует почти что без остановки.
Стержневой термостат для водонагревателя
Капиллярный защитный термостат для водонагревателя является более современным решением. Состоит он из такой же трубки небольшого диаметра, в которой находится капсула с контрастной жидкостью. Такой терморегулятор меняет свой объём от температуры в ёмкости нагревателя. При определённом нагреве вода давит на мембрану , которая связана с электроконтактами.
Капиллярный термостат для водонагревателя
Электронный термостат для водонагревателя считается также современным вариантом. Для лучшего функционирования он взаимодействует с защитным реле . Это даёт возможность аварийному отключению питания в случае, если ёмкость водонагревателя пуста.
Электронный термостат водонагревателя Ariston
Безусловно, есть и другие классификации термостатов. Если рассматривать со стороны главного управляющего элемента, то можно выделить электромеханические и электронные приспособления. Если взять за основу способ указания температуры, то бывают простые и программируемые. Накладные и врезные термостаты выделяют на основании типа установки.
Как проверить термостат
Выход из строя терморегулятора – частая причина поломки даже самых качественных бойлеров. Заметить неполадки можно и самому, без посторонней специализированной помощи.
Самыми частыми проблемами, связанными с терморегуляторами, могут быть следующие:
- капиллярная трубка из меди износилась;
- сбой в настройках элемента нагрева;
- появление налёта;
- неисправности из-за перепадов напряжения;
- слабое согласование контактов нагревателя и термостата.
Для проверки термостата водонагревателя понадобится мультиметр .
Как проверить терморегулятор водонагревателя или как «прозвонить» термостат на водонагревателе:
- Сначала узнайте, исправен ли термостат. Для этого снимите его и переведите в режим измерения сопротивления.
- Следующим этапом задайте максимальное значение температуры и измерьте сопротивление на контактах вывода и ввода устройства. Конструкция термостата скорее всего не исправна, если прибор никак «не откликается».
- Если всё же конструкция исправна и отреагировала, то нужно перевести ручку регулятора на самый малый показатель и снова присоединить щупы тестера к контактам.
- В конце при помощи зажигалки нагрейте трубку терморегулятора. Если система исправна, то должно отреагировать реле, которое размыкает цепь, и показатель сопротивления подскочит.
Как правильно выбрать
Можно с уверенностью сказать, что при поломке термостата, будет проще, легче и дешевле купить новый.
Подобрать термостат для водонагревателя конкретной модели можно, учитывая геометрические размеры трубчатого электронагревателя, его мощность, а также опираясь на объём бака водонагревательной конструкции.
Но нужно учесть следующие моменты:
- Отправляясь за покупкой, возьмите с собой технический паспорт водонагревательной конструкции, чтобы показать продавцу. Продавец поможет вам подобрать нужную именно в данном случае модель и не ошибиться.
- Не выбрасывайте реле. Оно может пригодиться при выборе идентичного устройства (ведь на каждом есть своя маркировка).
- Если выбираете прибор самостоятельно, то учитывайте размеры, силу тока и сопротивления, а также рабочие характеристики.
Термостат не только поддерживает водонагреватель в рабочем состоянии, но и делает потребление электричества более экономным. Это одна из главных составных частей водонагревательной конструкции, поэтому стоит ей уделять особое внимание.
В бытовых бойлерах термодатчиком служит неприхотливый терморегулятор капиллярного типа. В большинстве случаев срок его эксплуатации довольно высок. У меня же через три года работы вышел из строя. В городе его не найти. Подскажите, как изготовить простейший терморегулятор для водонагревателя своими руками?
На вопрос отвечает наш эксперт:
Термодатчик в бытовых бойлерах вполне можно заменить электронным регулятором температуры. Схему несложно найти. Чаще всего используется схема – терморегулятор на стабилитроне tl 431.
Основные составляющие терморегулятора
Существует несколько вариантов ее разновидностей. Небольшие изменения в оригинальную схему позволяют добиться плавного регулирования температуры:
- переменный резистор (33 кОм) сдвигают в сторону большей температуры, чтобы получить плавность регулировки;
- функции стабилизатора 7805 на себя может взять такой же отечественного производства КР142ЕН5А;
- выключатель меняют на кнопку КМ1-1;
- можно сделать стабилизацию 12В, заменив стабилитрон и транзистор на КР142ЕН8Б.
- можно подключить цветной индикатор, который будет сигнализировать режим ожидания для последующего включения;
- на корпус монтируют светодиодный индикатор питания платы КЛ102.
Сам термодатчик монтируется в нижней части накопительного водонагревателя через герметичную трубку. Длина ее зависит от вместимости водонагревателя и составляет половину длины бака. В эту трубку и ставится капиллярный датчик терморегулятора.
Последовательность действий
Вышедший из строя датчик можно заменить следующим образом:
- подготовить провод ПУНЛ 2х1,5 длиной 50–60 сантиметров;
- снять изоляцию с провода по длине 40 сантиметров и одну жилу обмотать лентой ФУМ;
- берут термистор и припаивают к жилам провода;
- обматывают ФУМкой всю конструкцию по всей длине;
- один край обрабатывают цапон-лаком, на второй устанавливают клемы.
Полученное устройство ставится в трубку и фиксируется простой изолентой. Это делается для быстрого извлечения терморегулятора при необходимости.
Подготовленная электронная схема подключается к термодатчику экранированным проводом, способствующий уменьшению помех. Замыкают контакты, которыми подключался предыдущий датчик, в противном случае цепь останется разомкнутой.
Конструкция готова к работе, правда, выглядит не очень красиво. Принцип «минимального вмешательства» позволяет вернуть все в исходное положение.
Видео: Ремонт терморегулятора на водонагревателе
В один из недавних вечеров в коридоре появился запах горелой проводки. Поскольку из мощных потребителей был включен только бойлер (электрический водонагреватель), то сразу начал поиск с него.
Предположение подтвердилось — сильный специфический запах горелой проводки шел именно от него. Ревизия в квартирный электрощит выявила, что УЗО отключилось. Начал разбираться, в чем причина. Обесточил линию питания бойлера, снял защитный кожух – провод соединяющий терморегулятор с ТЭНом оказался оплавленным возле клеммы подключения к ТЭНу.
Бойлер ARISTON TI SHAPE мощность 2 кВт, имеет отдельный регулятор температуры, вынесенный на переднюю панель. Поэтому терморегулятор и термостат (термореле) выполнены отдельно.
Также в этой статье вы найдете подробные варианты схем подключения бойлера к питающей электрической сети.
Поиск неисправности.
Сначала проверим исправность цепи от электрощитка до вводных клемм термостата. Для этого отсоединяем от вводных клемм питающий кабель (ноль, фазу), от корпуса бака отключаем провод заземления. В щите включаем сработавшее УЗО, и проверяем контрольной лампой (лампа и патрон с двумя подключенными проводами), прикасаясь к нулевому и фазному проводу. Лампа горит, цепь исправна. Снова обесточиваем, провод изолируем и отводим в сторону, чтобы не мешал. Далее проверяем сам бойлер. Маркируем спиртовым маркером или фотографируем какой провод куда подключен и отключаем провода от ТЭНа, термостата и терморегулятора.
Проверяем ТЭН . Его мощность указана на табличке (в паспорте) – 2000Вт. Зная напряжение (U) 220В и мощность (P) 2000Вт, определяем протекающий ток I=P/U. Далее по закону Ома определяем сопротивление ТЭНа R=U/I, или сразу по формуле R=U 2 /P. После выполнения расчетов получаем 24.2 Ома. Для проверки используем мультиметр. Переводим его в режим измерения сопротивления и измеряем сопротивление между выводами ТЭНа. При исправном ТЭНе значение должно быть близким к расчетному. Если показывает ноль – замыкание внутри ТЭНа, если бесконечность – обрыв. Далее проверяем пробой ТЭНа на корпус бака, прибор переводим в режим «зуммера», подсоединяем щупы прибора к выводу ТЭНа и корпусу бака – если нет пробоя прибор пищать не должен. У меня при прозвонке ТЭНа прибор показал обрыв. Значит его надо менять.
Для полноты картины я проверил термостат . Прибор в режиме «зуммера», проверяем цепь между вводной и выводной клеммой сначала фазного провода, затем нулевого. Если термостат исправен, зуммер должен пищать. У меня так и получилось.
Проверяем терморегулятор. Прибор в режиме «зуммера», ручку терморегулятора выкручиваем в положение максимального нагрева. Подключаем щупы к выводам терморегулятора (зуммер) и крутим ручку на минимальную температуру, в момент щелчка – зуммер должен запищать, т.е. цепь должна замкнутся.
На рисунке обозначено:
1. Запорный вентиль подачи холодной воды.
2. Обратный клапан.
3. Сливной вентиль.
4. Вентиль подачи воздуха при сливе воды.
5. Запорный вентиль горячей воды.
Для замены ТЭНа необходимо слить из бака воду . Для этого перекрываем кран подачи холодной воды к бойлеру 1, на сливной вентиль 3 одеваем шланг и опускаем его в ведро или другую заранее приготовленную емкость. На смесителе открываем кран горячей воды в максимально открытое положение, открываем сливной вентиль 3 и вода сначала очень тонкой струйкой потечет по сливному шлангу в ведро. Когда сольется литра 2 воды, можно открывать вентиль 4 подачи воздуха на выпускной трубе бойлера.
Теперь вода будет вытекать очень быстро и весь процесс не займет много времени. Главное следить за наполнением ведра, когда оно полное перекрываем сливной кран, выливаем из ведра воду, опять вставляем шланг в ведро, открываем сливной кран и повторяем, пока не перестанет вытекать вода из шланга. Затем перекрываем все вентили, закрываем кран горячей воды на смесителе.
P.S. Если выполнить разводку водопроводных труб по рассмотренной схеме, вода сливается очень быстро. Это бывает удобно, когда в доме отключают воду. В этом случае отключаем автоматический выключатель в электрощитке, я дополнительно заклеиваю его изолентой, чтобы случайно не включить, когда бак пустой. Сливаю сколько нужно воды, ведь в баке у нас запас (у меня 80 литров). Нет необходимости метаться в поисках воды, делать запасы в бочках и ведрах.
Когда вода появится, заполняем бойлер водой , для этого открываем горячий кран смесителя, чтобы воздух выходил из бойлера, открываем запорные вентили 1 и 5 (вентили 3 и 4 остаются закрытыми, они нужны только при сливе воды). Бак начинает наполняться, из крана смесителя слышен звук выходящего воздуха. Когда из крана потечет вода — значит бак наполнился, закрываем кран горячей воды на смесителе, включаем питание бойлера в электрическом щитке. Вода нагревается и системой можно пользоваться.
В бытовых накопительных бойлерах в качестве термодатчика используется капиллярный терморегулятор – устройство достаточно неприхотливое, однако, в моем случае, после трехлетней эксплуатации, приказало долго жить. Поиск аналогичного в наших краях успехом не увенчался, посему встал вопрос об электронном регуляторе - в меру простом и, по возможности, надежном. Начались брожения по Интернету, одной из первых мне попалась всем известная схема:
В ходе подготовки к ее практической реализации, я обнаружил в Сети статью: «Простой терморегулятор на регулируемом стабилитроне TL431», которая и была принята к исполнению.
Мой доработанный вариант:
Отличия от оригинальной схемы:
- Термистор – номиналом 22кОм.
- Переменный резистор – 33кОм. Поскольку мне не нужен широкий диапазон регулятора, я сознательно сдвинул его в сторону более высокой температуры, получив взамен плавность регулировки.
- Вместо стабилизатора 7805 применен его российский аналог КР142ЕН5А.
- Тумблер ручного режима заменен на кнопку КМ1-1.
- В качестве коммутатора нагрузки используется комплектный пусковой блок
- IEK КМИ-22560, в корпусе которого и был смонтирована схема.
- Блок питания 220/12В - переделанный из БП от «Сеги». Стабилизацию 12-вольтового напряжения я делал, так сказать, с запасом, теоретически, можно обойтись и без нее. Если решите оставить, то вместо транзистора и стабилитрона можно применить КР142ЕН8Б. Увы, у меня под рукой не оказалось.
На месте кнопки «стоп» установлен неоновый индикатор, подключенный параллельно контактам промежуточного реле, сигнализируя режим Standby. На лицевой стороне через отверстие виден светодиод КЛ102 – индикатор подачи питания на плату управления. Разъем СГ-5 используется для подключения 12-вольтового напряжения и термодатчика.
Вид изнутри:
Переменный резистор, установленный со стороны печатных проводников, одновременно играет роль держателя печатной платы.
Теперь – о самом термодатчике. Дело в том, что в накопительных бойлерах с нижней стороны имеется специальная герметичная трубка, высотой приметно вполовину бака (фактическая длина трубки зависит от емкости бойлера). Именно в нее вставляется капиллярный стержень штатного регулятора. Я поступил следующим образом: взял отрезок провода ПУНП 2х1,5 длиной 60 см. Удалив наружную изоляцию на расстоянии 45 см, я обмотал одну из жил тонкой полоской ФУМ, что используется в сантехнике. Далее, припаяв выводы термистора к проводникам и изолировав места пайки, я обмотал ФУМом всю конструкцию – от термистора до остатка изоляции. Один край обработал цапон-лаком, на второй прикрепил клеммник:
Вставив получившийся термодатчик в трубку, зафиксировал его на выходе изолентой:
Термодатчик подключил к схеме экранированным проводом – для исключения возможных помех. Не забудьте также замкнуть контакты, которые подключались к старому датчику, иначе цепь обогревателей останется разомкнутой
Вид в сборе:
Возможно, не совсем эстетично, зато вполне работоспособно. Двухмесячная эксплуатация показала – схема работает в штатном режиме, триггерного эффекта не наблюдается, точность срабатывания – заметно выше, чем у механического собрата.
При внедрении схемы я руководствовался принципом «минимального вмешательства» - т.е. при необходимости, все можно быстро вернуть на круги своя. Но, думаю, что мне это не понадобится.
Максим Таранец г.Карталы 2016г.
