Датчики температуры для отопления: назначение, виды, инструкции по установке

При работе нагревательных приборов требуется контролировать степень нагрева теплоносителя, а также воздуха в помещении. Снимать и передавать информацию помогают датчики температуры для отопления, сведения с которых могут считываться визуально либо сразу же направляться в контроллер.

Предлагаем разобраться, как работают температурные датчики, какие существуют виды контролирующих устройств, и какие параметры стоит учитывать при выборе прибора. Кроме того, мы подготовили пошаговую инструкцию, которая поможет самостоятельно установить термодатчик на радиатор отопления.

Принцип действия теплового датчика

Контролировать систему отопления можно разнообразными методами, среди которых:

• автоматические устройства для своевременной энергоподачи;
• блоки, следящие за безопасностью;
• смесительные узлы.

Для корректной работы всех этих групп необходимы датчики температур, подающие сигналы о функционировании приборов. Наблюдения за показаниями этих приборов позволяют вовремя выявить неисправности в системе и принять меры по исправлению.

Существует множество разновидностей приборов, используемых для снятия температуры. Они могут погружаться в теплоносители, использоваться внутри помещения или располагаться снаружи

Термодатчик может использоваться как отдельный прибор, например, для контроля за температурой комнаты, или быть неразрывной частью сложного устройства, например, отопительного котла.

В основу подобных устройств, применяющихся в автоматизированном управлении, положен принцип преобразования температурных показателей в электросигнал. Благодаря этому результаты измерения можно оперативно передавать по сети в виде цифрового кода, что гарантирует высокую скорость, чувствительность и точность замера.

В то же время различные приборы для измерения стадии нагрева могут иметь конструктивные особенности, влияющие на ряд параметров: работу в определенной среде, способ передачи, метод визуализации и другие.

Виды устройств для снятия температуры

Термоприборы могут классифицироваться по ряду важных критериев, среди которых способ передачи информации, место и условия монтажа, а также алгоритм снятия показаний.

По способу передачи информации

Согласно используемому методу трансляции сведений датчики разделяются на две большие категории:

• проводные приборы;
• беспроводные датчики.

Первоначально все подобные приспособления оснащались проводами, через которые термодатчики связывались с блоком управления, передавая на него информацию. Хотя сейчас такие устройства потеснили беспроводные аналоги, они все же часто используются при простых схемах.

Кроме того, проводные датчики отличаются большей точностью показаний и надежностью в работе.

Для обеспечения согласованной работы проводного датчика, используемого в составном устройстве, желательно совмещать его с оборудованием, которое выполнено тем же изготовителем

В настоящее время распространение получили беспроводные устройства, которые чаще всего передают сведения при помощи передатчика и приемника радиоволн. Подобные приборы можно монтировать практически всюду, включая отдельное помещение или открытый воздух.

Важными характеристиками подобных термодатчиков являются:

• наличие аккумулятора;
• погрешность проведенных измерений;
• дальность передачи сигнала.

Беспроводные/проводные устройства могут полностью заменить друг друга, однако в их функционировании есть некоторые особенности.

По месту и способу размещения

По месту крепления подобные приборы делятся на следующие разновидности:

• накладные, крепящиеся к отопительному контуру;
• погружные, контактирующие с теплоносителем;
• комнатные, находящиеся внутри жилого либо служебного помещения;
• внешние, которые располагаются снаружи.

В некоторых агрегатах могут применяться одновременно несколько видов датчиков для контроля температуры.

По механизму снятия показаний

По способу демонстрации сведений приборы могут быть:

• биметаллическими;
• спиртовыми.

В первом варианте предполагается использование двух пластин, сделанных из различных металлов, а также стрелочного индикатора. При повышении температуры один из элементов деформируется, создавая давление на стрелку. Показания подобных приборов отличаются хорошей точностью, однако их большим минусом является инертность.

Биметаллические и спиртовые термостаты часто устанавливаются на отопительной аппаратуре, например, котлах. Они позволяют отслеживать нагрев, превышение которого может привести к фатальным последствиям

Этого недостатка почти полностью лишены датчики, работа которых основана на использовании спирта. В этом случае в герметично запаянную колбу заливается спиртосодержащий раствор, расширяющийся при нагреве. Конструкция достаточно элементарна, надежна, но не очень удобна для наблюдений.

Различные типы термодатчиков

Для снятия показаний температуры используются устройства, имеющие разный принцип действия. К числу наиболее востребованных относятся перечисленные ниже приборы.

Термопары: точное снятие – сложность в интерпретации

Подобное приспособление состоит из двух спаянных друг с другом проволок, сделанных из различных металлов. Разница температур, возникающая между горячим и холодным концом, служит источником электрического тока величиной 40-60 мкВ (показатель зависит от материала термопары).

Наиболее часто для изготовления термопар применяются следующие комбинации металлов и сплавов: хром-алюминий, железо-костантан, железо-никель, никель-хром и другие

Термопара считается высокоточным температурным датчиком, однако снять точные показания с нее достаточно сложно. Для этого нужно узнать электродвижущую силу (ЭДС), используя разность температур устройства.

Чтобы результат был корректный, важно компенсировать температуру холодного спая, применяя, например, аппаратный способ, при котором вторая термопара помещается в среду заранее известной температуры.

Программный способ компенсации предполагает помещение другого термодатчика в изокамеру совместно с холодными спаями, что позволяет контролировать температуру с заданной точностью.

Определенные сложности вызывает процесс снятия данных с термопары ввиду их нелинейности. Для корректности показаний в ГОСТ Р 8.585-2001 введены коэффициенты полинома, позволяющие переводить ЭДС в температуру, а также совершать обратные операции.

Еще одна проблема заключается в том, что показания снимаются в микровольтах, для преобразования которых невозможно использовать широко доступные цифровые приборы. Чтобы использовать термопару в конструкциях, необходимо предусмотреть точные, многоразрядные преобразователи, имеющие минимальный уровень шума.

Терморезисторы: легко и просто

Значительно проще измерять температуру при помощи терморезисторов, в основу которых положен принцип зависимости сопротивления материалов от температуры окружающей среды. Подобные приспособления, например, сделанные из платины, имеют такие важные преимущества как высокая точность и линейность.

Основной проблемой подобных термодатчиков можно считать крайне низкий температурный коэффициент сопротивления, однако точно измерить его все же легче, чем уловить малые значения напряжения термопар

Важной характеристикой резистора является базовое сопротивление при определенной температуре. Согласно ГОСТ 21342.7-76, этот показатель измеряется при 0°С. При этом рекомендуется применение ряда значений сопротивлений (Ом), а также Т_кс – температурный коэффициент.

Показатель Т_кс вычисляют по формуле:

Т_кс = (R_e – R_0c) / (T_e – T_0c) *1/R_0c,

Где:

• R_e– сопротивление при действующей температуре;
• R_0c – сопротивление при 0°С;
• T_e – действующая температура;
• T_0c – 0°С.

В ГОСТе также приведены температурные коэффициенты, предусмотренные для различных измерительных устройств, выполненных из меди, никеля, платины, а также указываются коэффициенты полинома, применяемые для расчета температуры на основе текущих показателей сопротивления.

Терморезисторные датчики широко распространены в электронной и машиностроительной промышленности, благодаря точности показаний, чувствительности и нетребовательности в эксплуатации

Измерить сопротивление можно, включив прибор в цепь источника тока и измерив дифференциальное напряжение. Проконтролировать показатели можно с помощью интегральных микросхем, аналоговый выход которых равен питаемому напряжению.

Термодатчики с подобными устройствами можно смело подключать к аналого-цифровому преобразователю, оцифровывая его при восьми или десятибитном АЦП.

Цифровой датчик для одновременных измерений

Широкое применение получили также цифровые термодатчики, например, модель DS18B20, работа которого осуществляется при помощи микросхемы, имеющей три выхода. Благодаря этому устройству возможно снимать температурные показания одновременно с нескольких параллельно работающих датчиков, при этом погрешность равна всего 0,5°С.

Популярной моделью является комбинированный датчик температуры/влажности SHT1, который позволяет проводить замеры тепла с точностью +2о, а влажности с погрешностью +5. Однако сам производитель утверждает, что имеются более точные и экономичные приборы

Среди других достоинств этого приспособления можно отметить также широкий спектр рабочих температур (-55+125°С). Главный же недостаток – медленная работа: для максимально точных вычислений прибору требуется не менее 750 мс.

Бесконтактные ирометры (тепловизоры)

Действие этих бесконтактных датчиков основано на фиксации теплового излучения, исходящего от тел. Для характеристики этого явления используется количество энергии, выделенное за единицу времени с единицы поверхности, которое приходится на единицу диапазона волновой длины.

Подобный критерий, отражающий интенсивность монохроматического излучения, получил название спектральной светимости.

Существуют следующие разновидности пирометров:

• радиационные;
• яркостные (оптические);
• цветовые.

Радиационныепирометры позволяют производить измерения в пределах 20-25000°С, однако для определения температуры важно учитывать коэффициент неполноты излучения, действующее значение которого зависит от физического состояния тела, его химического состава и других факторов.

Главным действующим элементом радиационного датчика является телескоп, внутри которого находится батарея, состоящая из последовательной цепи термопар. Рабочие концы этих устройств располагаются на покрытом платиной лепестке (+)

Яркостные (оптические) пирометры рассчитаны на измерение температур 500-4000°С. Они обеспечивают высокую точность измерений, однако могут искажать показания из-за возможного поглощения излучений от тел промежуточной средой, сквозь которую ведутся наблюдения.

Цветовые пирометры, действие которых базируются на определении интенсивности излучения на двух длинах волн – предпочтительно в красном или синем отрезке спектра, используются для измерений в пределах 800 до 0°С.

Их главным преимуществом является то, что неполнота излучения не влияет на погрешности измерений. Кроме того, показатели не зависят от расстояния до объекта.

Преобразователи температур кварцевые (пьезоэлектрические)

Для снятия показаний температур в пределах -80 +250°С можно воспользоваться кварцевыми преобразователями (пьезоэлементами), принцип действия которых базируется на частотной зависимости кварца от нагрева. При этом на функцию преобразователя оказывает влияние расположение среза по кристаллическим осям.

Пьезоэлектрические (кварцевые) устройства чаще всего применяют при проведении исследовательских работ, поскольку подобные приспособления характеризуются расширенному диапазону измерений, надежностью, высокой точностью

Пьезоэлектрические датчики отличаются тонкой чувствительностью, высоким разрешением, они способны надежно работать в течение долгого срока. Такие приспособления широко применяются при изготовлении цифровых термометров и считаются одними из наиболее перспективных приборов для технологий будущего.

Шумовые (акустические) датчики температуры

Функционирование подобных устройств обеспечивается снятием акустической разности потенциалов в зависимости от температуры резистора.

Акустические методы позволяют снимать температурные показания в закрытых пространствах и средах, где невозможно прямое измерение. Подобные приборы нашли применения в медицине, при подводных исследованиях, а также в промышленности

Способ измерения такими датчиками достаточно прост: необходимо сравнить шумы, производимые двумя аналогичными элементами, один из которых находится при заранее известной, а второй – при определяемой температуре.

Акустические термодатчики подходят для измерения интервала -270 – +1100°С. При этом сложность процесса заключается в слишком малом уровне шума: звуки, издаваемые усилителем, порой заглушают его.

Датчики температуры ЯКР

Сущность работы термометров ядерного квадрупольного резонанса состоит в действии градиента поля, которое образуют решетки кристалла и момента ядра – показателя, вызываемого отклонением заряда от симметрии сферы.

В результате подобного явление возникает процессия ядер: частота ее находится в зависимости от градиента поля решетки. На величину этого показателя оказывает влияние и температура: ее подъем вызывает падение частоты ЯКР.

Основной элемент подобных датчиков – ампула с веществом, которая помещается в обмотку индуктивности, соединенную с контуром генератора.

Преимуществом приборов является неограниченная длительность измерений, надежность и стабильная работа. К недостатком же относится нелинейность измерений, что вызывает необходимость пользования функцией преобразования.

Устройства на полупроводниках

Категория устройств, функционирующая на основе изменений характеристик p-n перехода, вызванных воздействием температур. Напряжение на транзисторе всегда пропорционально воздействию температуры, что позволяет легко вычислить этот фактор.

Плюсами подобных устройств является высокая точность данных, невысокая стоимость, линейность характеристик на всем диапазоне измерений. Монтаж подобных устройств удобно делать непосредственно на полупроводниковой подложке, благодаря чему они отлично подходят для микроэлектроники.

Объемные преобразователи для снятия температуры

В основу подобных устройств положен известный принцип расширения и сжатия веществ, наблюдаемый при нагреве или охлаждении. Такие датчики достаточно практичны. Они могут использоваться для определения температур в границах -60 – +400°С.

Для возможности визуального контроля за температурой большинство термодатчиков, находящихся в помещениях, оснащены дисплеями, на которые выводятся текущие значения

Важно помнить, что измерения жидкостей подобными приборами ограничиваются температурой закипания и замерзания, а газов – переходом их в жидкое состояние. Вызванная влиянием окружающей среды погрешность измерений для этих приборов достаточно мала: она варьируется в границах 1-5%.

Выбор температурных датчиков

При выборе подобных приборов следует учитывать такие как факторы как:

• температурный диапазон, в котором проводятся измерения;
• необходимость и возможность погружения датчика в объект либо среду;
• условия проведения замера: для снятия показателей в агрессивной среде лучше предпочесть бесконтактный вариант или модель, помещенную в антикоррозийный корпус;
• срок эксплуатации прибора до калибровки или замены – некоторые типы приборов (например, термисторы) достаточно быстро выходят из строя;
• технические данные: разрешение, напряжение, скорость подачи сигнала, погрешность;
• величина сигнала выхода.

В некоторых случаях также важен материал корпуса прибора, а при использовании в помещениях – размеры и дизайн.

Рекомендации по монтажу своими руками

Подобные приборы широко используются в разных целях: ими оснащаются радиаторы, котлы нагревания и другие бытовые приборы.

Перед началом монтажа следует внимательно прочитать инструкцию: в ней указываются не только особенности установки (например, размеры для подсоединения к патрубку), но и правила эксплуатации, а также границы температур, для которых годится измерительный прибор.

Необходимо также учесть размер гильзы, который может варьироваться в пределах 120-160 мм.

Рассмотрим два наиболее часто встречающихся случая монтажа термодатчика.

Подключение прибора на радиатор

Не стоит оснащать термостатом все отопительные приборы. Согласно регламенту, датчики устанавливаются на батарею, если ее суммарная мощность превышает 50% от выработки тепла аналогичными системами. Если в помещении имеется два нагревателя, то термостат устанавливается лишь на одном, имеющем больший показатель мощности.

Термодатчик является обязательной составной частью регуляторов температуры, позволяющих снижать или увеличивать нагрев радиаторов, теплого пола и других отопительных приборов

Клапан прибора устанавливается на подающий трубопровод в месте подключения радиатора к сети отопления. При невозможности его врезки в уже имеющуюся цепь следует демонтировать подводку подачи, что может вызвать некоторые сложности.

Для проведения этой манипуляции необходимо воспользоваться инструментом для резки труб, тогда как монтаж термоголовки легко производится без спецоборудования. Как только датчик будем смонтирован, достаточно совместить сделанные метки на корпусе и приборе, после чего головка фиксируется плавным нажатием руки.

Монтаж термодатчика воздуха

Подобный прибор устанавливается в наиболее холодном жилом помещении без сквозняков (в холле, кухне или котельной его монтаж нежелателен, так как может вызвать нарушения в работе системы).

При выборе места нужно следить, чтобы на устройство не падали солнечные лучи, рядом не должно быть отопительных приборов (обогревателей, радиаторов, труб).

Для обычной системы отопления достаточно одного термостата, тогда как при коллекторной схеме желательно применять несколько датчиков, число которых совпадает с количеством комнат. Это позволит индивидуально регулировать температуру в обособленных пространствах

Подключение прибора осуществляется согласно инструкциям, которые находятся в техническом паспорте, при этом используются клеммы или кабель, которые входят в комплект.

При необходимости отслеживания температуры термодатчик в “теплом полу” может располагаться в глубине бетонной стяжки. В этом случае для защиты можно применить гофрированную трубу, имеющую один закрытый торец и покатый изгиб

Последняя особенность позволяет при необходимости извлечь сломанный прибор и заменить его на новый.

Монтаж устройства осуществляется следующим образом:

1. В стене устраивается углубление для крепежа навесного прибора.
2. С термодатчика снимается передняя деталь, после чего приспособление устанавливается на подготовленном участке.
3. Далее к контактам подсоединяется греющий кабель, тогда как к датчикам – клеммы.

Заключительный этап – подсоединение питающего кабеля и установка передней панели на свое место.

Схема подключения термостата для котла отопления подробно описана в этой статье.

Если устройство, для функциональности которого необходимо внутреннее подключение датчиков, имеет сложную конструкцию, лучше обратиться к специалистам.

Выводы и полезное видео по теме

В приведенном ниже видео подробно рассказывается, как проводить установку термоприборов на отопительный котел:

Отличается ли монтаж датчиков на трубы подачи и обратки:

Датчики температуры широко используются как в различных сферах промышленности, так и в бытовых целях. Большой ассортимент подобных приборов, в основу которых положены разные принципы работы, позволяет подобрать оптимальный вариант для решения той или иной задачи.

В домах и квартирах такие устройства чаще всего используются для поддержания комфортной температуры в помещениях, а также регулировки отопительных систем – батарей, теплого пола.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по выбору и установке температурного датчика? Можете оставлять комментарии к публикации, участвовать в обсуждениях и делиться собственным опытом использования таких устройств. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Датчики температуры, используемые в котлах, могут быть внутренними и дополнительными внешними (выносными). Внутренние регулируют работу котла в зависимости от температуры теплоносителя, что подразумевает не самый точный способ измерения и наличие инертности. Внешние температурные датчики передают информацию о температуре воздуха в помещении или на улице, что позволяет совершенно точно регулировать мощность котлоагрегата, стабильно поддерживать заданный уровень температуры даже при постоянных резких изменениях погодных условий.

Стоимость наружных датчиков в пределах 1 300-2 500 рублей, подключить и настроить их работу можно самостоятельно.

Как происходит взаимодействие датчика с котлом

В зависимости от модели котла, существует 2 способа взаимодействия: напрямую и через комнатный термостат.

Подключить датчик температуры напрямую можно лишь к моделям котлов с наличием такой возможности (соответствующая автоматика и клеммная колодка/разъем на котле), о такой возможности сообщается в технических характеристиках модели. Например, возможность подключения термодатчиков имеют такие модели, как: линейка Baxi ECO Four, линейка Baxi LUNA-3, Buderus Logamax U072, Viessmann Vitopend 100-W и большинство других современных моделей газовых котлов.

Подключение внешнего управления напрямую поддерживают и электрические, а также твердотопливные котлы.

Если котел имеет простую малофункциональную автоматику, внешний датчик лучше подключить через электронный комнатный термостат с возможностью программирования. Программирование работы котла позволяет задать шаблон работы системы отопления, например, снизив температуру до 15 градусов на рабочее время, когда хозяев нет дома, что позволит существенно сэкономить на отоплении, вне зависимости от вида используемого топлива. Стоимость хорошего термостата порядка 1 500-3 000 руб., но окупается он, при грамотном использовании, за несколько месяцев эксплуатации.

Комнатный термостат уже имеет встроенный датчик температуры, измеряющий температуру в помещении, в котором он установлен. Чтобы реализовать погодозависимое управление, необходимо докупить универсальный уличный датчик температуры. Терморегуляторы, уже имеющие в комплекте датчик уличной температуры, продаются крайне редко. Однако зачастую в комплекте поставки имеется термодатчик для теплых полов.

Как выбрать комнатный термостат и экономить до 30% в месяц на отоплении

В целом, для организации оптимальной схемы контроля системы отопления достаточно три датчика температуры: внешний комнатный, уличный и для теплых полов.

Устройство и принцип работы

Термодатчики – это в большинстве случаев термочувствительные жидкости или металлы, помещенные в небольшой герметичный корпус: при нагревании термочувствительные жидкости расширяются, а металлы образуют сопротивление или термоэлектрический эффект (когда контакты соединенных проводников находятся при различных температурах).

Таким образом, с помощью механического воздействия термочувствительных элементов информация передается на термостат или напрямую на автоматику котла, которые регулируют мощность горелки, включают или выключают котел. Информация с внешних термодатчиков всегда является приоритетной, это значит, что термостат задает режим работы котла (вплоть до полного отключения или внепланового розжига) вне зависимости от программы внутренней автоматики.

Уличные модели дополнительно помещены в пластиковый защитный корпус, защищающий их от механического воздействия и влаги.

Существующие виды

Классификация по способу измерения температуры

• термопары – самые первые и высокоточные датчики, но точность их показаний довольно трудно снять и интерпретировать в программу автоматики. Их действие основано на взаимодействии двух разных металлов, спаянных между собой. При их нагревании возникает слабый электрический ток;
• терморезисторы – более простые в интерпретации и точные датчики, действие которых основано на увеличении сопротивления термочувствительных материалов при росте температуры внешней среды;
• манометрические датчики – их действие основано на расширении термочувствительной жидкости или газа при нагреве, что в создает определенное давление в закрытом объеме;
• цифровые – это современные сенсоры (цифровые термометры), работающие по принципу вычисления и преобразования. Отличаются высокой точностью (до 0,5°C) и большим диапазоном измеряемых температур (от -55°C). Известные примеры – DS18B20, LM75A.

Классификация по способу размещения

• накладные – прикладываются к трубам, радиаторами или системе водяных теплых полов;
• погружные – погружаются в теплоноситель, например, опять таки, в системе водяных теплых полов;
• комнатные – слабозащищенные от внешних воздействий, имеющие небольшой диапазон измеряемых температур поэтому предназначенные для измерения воздуха исключительно в помещении;
• уличные – устойчивые к несильным механическим воздействиям и влаге, часто дополнительно защищенные корпусом, имеют более высокий диапазон измеряемых температур.

Обратите внимание, что небольших беспроводных датчиков не бывает, поскольку для их питания, считывания и передачи сигнала нужен как минимум контроллер. Поэтому беспроводным может быть термостат, включающий в себя комнатный датчик, но не сам небольшой термодатчик для котла отопления.

Как выбрать выносной термодатчик

Выбор зависит от того, как датчик будет взаимодействовать с котлом: напрямую или через термостат.

Подключаемый напрямую к котлу

Здесь выбор невелик: как правило, это 1-3 модели, разработанные тем же производителем, что и котел. Их совместимость с конкретными моделями или линейками моделей котлов указана в технических характеристиках и инструкции. Кабель для соединения термодатчика с котлом (обычно двухжильный с сечением от 0,5 мм²) необходимо докупать отдельно. Точные требования к сечению и сопротивлению указываются в инструкции датчика.

Подключаемый к термостату

В редких случаях уличный датчик идет в комплекте с комнатным термостатом, но чаще всего в комплекте прилагается датчик для измерения температуры теплых полов. Для учета уличной температуры к термостату подключают универсальные уличные датчики температуры: от Gira, Tim, Shuft (ATF2-NTC10K) или Теплолюкс (TST02). Здесь важно обратить внимание на:

• диапазон измеряемых температур – например, у Теплолюкс TST02 он от +5 до +45°С, что неприменимо в холодное время года;
• степень влагозащиты;
• точность измерения/погрешность – допустимой считается погрешность в +-1°C, хорошим результатом – +-0,5°C;
• длинна кабеля – как правило, кабель длинной 2-6 м уже соединен с термодатчиком.

Как подключить термодатчик к котлоагрегату

Уличный датчик температуры для котла отопления устанавливается с наружной стороны стены отапливаемого здания с соблюдением таких требований:

• стена должна быть исключительно северной или северо-восточной, для избежания попадания прямых солнечных лучей. Если попадание все равно предполагается, необходимо защитить сенсор козырьком;
• по возможности необходимо избегать установки датчика в места повышенной влажности и высокой степенью образования плесени;
• стена должна иметь толщину и степень теплоизоляции, достаточную для исключения нагрева датчика теплом отапливаемого помещения;
• не рекомендуется и установка измерительного прибора вблизи кондиционера, дымохода, вытяжных или приточных каналов, любых других конструкций, способных повлиять на результаты измерения.

Сам датчик крепится к стене анкерными болтами, например 5х25, подключается к соответствующему разъему/клемме котла или термостата при помощи двухжильного кабеля (параметры сечения и сопротивления указываются в инструкции датчика температуры), соединения герметично изолируются муфтой.

Правильная установка и подключения не вызывает особых проблем, поскольку подробные алгоритмы всегда описываются в инструкции.

В регулировке и калибровке датчики температуры не нуждаются, а работоспособность и точность проверяется на практике (по комнатной температуре).

Цены

Производитель (предназначен для котлов производителя)	Цена, руб.
Специализированные
BAXI	1 400
Protherm S010075 для котлов Пантера, Гепард, Скат	2 550
Ariston	2 100
Ferroli	1 100
Универсальные
Shuft ATF2-NTC10K	2 100-2 250
Gira 130200	2 280-2 900

Где купить внешний датчик температуры для котла отопления

1. MirCli – https://mircli.ru/aksessuary-dlya-otopleniya/datchiki-temperatury/.
2. ТеремОнлайн – https://www.teremonline.ru/catalog/otoplenie/pribory-upravleniya/3548_temperaturnye-datchiki/.

Датчиком температуры для отопительного котла называют приспособление, контролирующее работу теплоносителя.  Он производит анализ температурного режима и  корректирует температуру  в системе отопления. Благодаря воздействию датчика в системе ГВС устанавливается оптимальный  режим работы, позволяющий экономить 25% – 30% потребляемого агрегатом энергоносителя, а также не допускается аварийная ситуация  котельного оборудования. Сегодня практически любой электрокотел оснащен термодатчиком.

Устройство и принцип действия

Принцип действия термодатчика основан на измерении параметров сопротивления, давления, ЭДС или геометрических размеров рабочего тела от температуры котла. Выбираются только те физические величины, которые меняются  (линейно или нелинейно) в зависимости от прикладываемой температуры и могут быть однозначно пересчитаны в таковую. Требуемая точность замеров достигается предварительной калибровкой задействованного элемента в определенном диапазоне температур.

Термодатчики имеют достаточно простую конструкцию в виде самого датчика в корпусе с креплениями. Он самостоятельно приводит в действие контакты механического реле термостата или с помощью вырабатываемого  электрического сигнала отключает по достижению определенной температуре  электрокотел/газовое или твердотопливное оборудование.

Классификация

Принято разделять существующие термодатчики на две большие группы. В первой группе датчики классифицируются в зависимости от способа определения температуры, а во второй группе – по способу взаимодействия приспособления с термостатом. Одно не исключает другого: одна модель может присутствовать в классификаторе каждой группы термодатчиков.

По способу определения

От способа определения температуры зависит корректность работы термодатчика на объекте. Существует несколько видов датчиков, отличающихся ценой и точностью определения параметра.

Дилатометрический

Дилатометрический (объемный) датчик представляет собой биметаллическую пластину или спираль, изготовленную из материала с высоким коэффициентом теплового расширения. При нагревании происходит изгиб пластины и происходит размыкание контакта на конце пластины со стационарным контактом реле, препятствуя протеканию тока. В термостатах  замедленного действия используется спираль, которая медленно разжимается или сжимается с изменением температуры.

Резистивный

В резистивных температурных датчиках задействован терморезистор (термистор). Это необычный резистор, изготовленный  из меди, никеля или платины, электрическая проводимость которого меняется прямо пропорционально  температуре. В зависимости от сопротивления термистора в текущий момент автоматикой выбирается режим подогрева или остывания котла.

Термоэлектрический

Действие основано на свойстве термопары — термоспая из двух металлов разного типа (железо-никель, никель-хром) вырабатывать при нагреве в точке контакта пропорционально температуре ЭДС до 40–60 мкВ. Столь низкие значения напряжения налагают особые требования к используемой  при обработке сигнала аппаратуре: задействуются  точные, многоразрядные преобразователи с минимальным уровнем собственных  шумов.

В простом энергонезависимом котле термоэлектрический датчик  управляет непосредственно электромагнитным клапаном подачи газа на основную горелку после нагрева термопары пламенем запальника.

Манометрический

Принцип действия манометрических датчиков основан на изменении давления газа/жидкости в замкнутом объёме. Они не требуют внешнего источника энергии, что удобно при дистанционных измерениях. Недостатком является высокая инерционность показаний и невысокая чувствительность этого типа устройств.

 По типу взаимодействия с термостатом

Тип взаимодействия с термостатом выбирается в зависимости от места локализации датчика с учетом эргономичности системы ГВС. Наряду с традиционным проводным способом  подключения набирают популярность беспроводные схемы подключения.

Проводной

По определению проводные приспособления котлов   передают данные по проводам. Проводниками соединяют датчик с блоком управления отопительного агрегата.

Беспроводной

Работа беспроводного приспособления аналогична принципу работы с Wi-Fi. Сигнал поступает в радиомодуль, в водогрейной установке приемный модуль принимает, а встроенный контроллер блока управления обрабатывает и преобразует его в управляющий импульс.

По способу размещения

В зависимости от способности размещаться в пространстве термодатчики подразделяют на несколько типов. Существуют накладные, погружные и комнатные типы устройств.

Накладной

Накладными называют датчики с наружным креплением к контуру отопления. Чувствительный элемент накладывается снаружи трубы подачи или обратки и  притягивается к ней хомутами, после чего плотно оборачивается снаружи теплоизоляционной гильзой.

Погружной

Погружные изделия непосредственно контактируют с горячей водой или теплоносителем. Они устанавливаются в специальные посадочные отверстия на трубопроводе, предусмотренные конструкцией оборудования, на выходе теплообменника. Недостатком погружных изделий считается необходимость сливать теплоноситель из системы ГВС при замене.

Комнатный

Комнатными называют устройства, размещенные внутри жилых либо служебных помещений. Выбирается то помещение, в котором воздух   имеет наиболее  постоянную температуру. Самым  подходящим местом для локализации чувствительного элемента/  термостата является стена. Следует  размещать устройство на высоте не более 120–150  см от пола.

Внешний

Внешний (датчик наружной температуры) располагается на открытом воздухе снаружи здания. Он производит корректировку микроклимата внутренних помещений   в зависимости от температуры  окружающей среды на улице, осуществляя тем самым  погодозависимое терморегулирование.

 Критерии выбора

Выбирая датчик, следует учитывать совместимость конкретной модели с термостатом. Следует также учитывать технические параметры и условия  эксплуатации приспособления.

Диапазон измеряемых температур

В диапазоне измеряемых температур от комнатной до +55ºС — +80ºС термодатчик должен быть:

• особенно чувствительным и «откликаться» на малейшие изменения температуры;
• с минимальной задержкой реагировать на охлаждение/нагрев контролируемой среды.

Технические особенности

Перед установкой приспособления следует учесть некоторые технические нюансы. Необходимо правильно выбрать тип устройства (погружной или закрепляемый) и  обеспечить в месте локализации достаточное для монтажа пространство.

Условия измерения

Требуется создать такие условия последующих измерений, при которых негативное влияние внешних факторов на точность замеров было бы минимизировано. С целью стабильной  и корректной работы устройство необходимо  предохранить от попадания:

• на корпус теплоносителя, влаги или грязи;
• сквозняков, разместить подальше от мостиков холода;
• солнечных лучей, защитить от постороннего нагрева;

Не рекомендуется размещать приспособление вблизи электропроводки, электрических приборов. По возможности необходимо экранировать чувствительный элемент от источников электромагнитных полей.

Характеристики датчика

При выборе приспособления следует руководствоваться несколькими критериями отбора. Отбирать изделие следует с учетом основных технических характеристик и особенностей работы:

• необходимости запитки от внешнего источника напряжения;
• скорости отклика на изменение ситуации, передаваемого на управляющее устройство;
• допустимого диапазона погрешности измерений;
• возможности эксплуатации в конкретных условиях обслуживаемого объекта.

Срок эксплуатации, периоды обслуживаний, необходимость калибровок

Гарантийный срок эксплуатации термопреобразователя обычно составляет 6 месяцев с момента изготовления, а средний срок службы 8–12 лет.  Периоды обслуживаний определяются производителем и приведены в сопроводительной документации на изделие.  Необходимо регулярно производить  температурную калибровку (верификацию) термодатчика на эталонном оборудовании. Обычно безмонтажная поверка чувствительного элемента проводится 1 раз в 4 года.

Величина выходного сигнала

Величина вырабатываемого напряжения чувствительных элементов без внешнего источника (термопар) невысокая и находится в диапазоне от микровольт до милливольт. Поэтому перед последующей обработкой выходной сигнал усиливается.

Подключение

Обычно датчики для определения температуры располагаются в корпусе термостата. Поэтому при рассмотрении  подключения термодатчика, в большинстве случаев имеется  в виду термостат, а не отдельный датчик.

Наружного

Наружное устройство прикрепляется на стену с северной или северо-восточной стороны здания. Электрическое соединение осуществляется 2-х жильным медным проводом сечением 0,75 мм² длиной ≤ 30 м, возможна установка беспроводного устройства. Одна сторона провода подключается к контактам датчика, другая соединяется с 2-мя клеммами электронной платы, между которыми прикручена перемычка ТА. Перед подключением перемычку следует снять.

Комнатного

Комнатный чувствительный элемент устанавливается в самой холодной или угловой комнате строения, где обычно находятся домочадцы, чтобы избежать подачи ложных сигналов. Напряжение, выходящее из электронной платы на терморезистор, не превышает 24 В. Поэтому возможна прокладка к котлу слаботочным кабелем сечением 0,2–0,35 мм², если длина провода не превышает нескольких метров. Подключение производится аналогично подсоединению  с наружного датчика.

Для газового котла

На колодке термостата с датчиком температуры следует отыскать контакты с маркировкой COM (общий) и NO (нормально открытый) и подсоединить к ним две жилы с одной стороны кабеля.  По схеме соединения теплоагрегата на плате управления отыскать 2 клеммы с перемычкой  из отрезка провода для подключения термостата. Снять перемычку и соединить свободные контакты с 2 жилами с обратной стороны кабеля.

Водяного термодатчика

Аналогичным способом подсоединяется к клеммам котла кабель водяного пола, с обратной стороны крепится малоформатное устройство. Водяной термодатчик  размещается в полу на равном расстоянии от труб с теплоносителем, отступ от ближайшей стены составляет 0,5 метра.

Особенности эксплуатации

С целью получения метрологической характеристики с заданной погрешностью и выработки ресурса устройством, необходимо:

• периодически (не реже 2 раз в год) проверять техническое состояние термодатчиков;
• в сроки, указанные производителем в сопроводительной документации на товарную позицию, делать безмонтажную или лабораторную поверку термоэлемента;
• обращать внимание на правильность коммутации клемм устройства с элементом (блоком) питания и подсоединяемых вторичных цепей на котле;
• при определении клемм подключения на электронной плате проверить соответствие маркировки контактов мультиметром в режиме прозвонки;
• не вскрывать, предохранять от сильных ударов, экстремальных температур и повышенного давления приспособление.

Программируемые терморегуляторы

Программируемый терморегулятор – цифровой регулятор температуры теплоносителя отопительной системе и воздуха в отапливаемом помещении. Он состоит из термостатической головки в виде сильфона со штоком, заполненным жидкостью/газом, и электронной части с программатором. В зависимости от введенного алгоритма работы  шток снижает или полностью перекрывает подачу теплоносителя. С  помощью клавиш и дисплея программируемого «термо»  задаются параметры температуры, день и время старта,  продолжительность режима. Все последующие действия устройство выполнит самостоятельно.

Датчики температуры необходимы для передачи информации о текущем состоянии теплоносителя и о текущей температуре в контролируемых помещениях. Данные с датчиков направляются в контроллер, который обрабатывает полученную информацию и вырабатывает управляющий сигнал для корректировки работы котла отопления.

Виды термодатчиков

Все датчики температуры для отопления, которые применяются для контроля текущего состояния контура, разделяются на 2 вида. В принципе полноценный контроль системы отопления обеспечит любой из них, разница в использовании различных конструкторских решений и в способе передачи информации.

Способы передачи информации делятся на такие виды:

• проводные датчики;
• беспроводные датчики.

Проводные термодатчики для отопления, и это понятно из их названия, передают данные на контроллер через провода, проложенные от датчика к блоку управления котла. Высокотехнологичные беспроводные датчики передают информацию, используя передатчик и приемник радиоволн. Приблизительно так, как работает роутер WiFi.

Термодатчики по способу их размещения делятся на такие виды:

1. накладные датчики – они крепятся к трубам контура отопления;
2. погружные датчики – находятся в постоянном контакте с теплоносителем;
3. комнатные датчики – располагаются внутри помещений;
4. внешние датчики – размещаются снаружи обогреваемых помещений.

Сколько нужно термодатчиков для отопления?

Если для обычной схемы отопления применяется только один комнатный датчик температуры для газового котла, то при лучевой коллекторной схеме отопления таких датчиков может быть несколько. В таком случае регулировка температуры происходит для каждого помещения индивидуально. Находящийся в каждой комнате температурный датчик для отопления направляет информацию на контроллер, который через блок управления регулирует независимую подачу теплоносителя от коллектора в нужное помещение для поддержания установленной температуры. Более подробно про автоматику для котлов можно прочитать в нашей статье «Существующая автоматика для котлов отопления».

Визуальный контроль температуры

Для контроля температуры теплоносителя, температуры внутри и снаружи отапливаемого помещения предназначены термодатчики различных типов. Для визуального контроля большинство комнатных термостатов снабжены дисплеями, на которые выводится текущее значение температуры в помещении. В приборах измерения температуры, которые установлены на котлах, также предусмотрена возможность визуального контроля.

Для систем отопления применяются такие виды термометров:

• Жидкостные термометры. Применяются для контроля и измерения температуры как внутри помещений, так и снаружи зданий.
  

  В твердотопливных котлах иногда применяется жидкостный термометр для отопления, но в современных агрегатах применяются биметаллические индикаторы температуры.

• Накладные термометры с биметаллической спиралью. Термометры такого типа имеют низкую точность, но они широко используются как термометр для котла отопления для открытых систем. Он обычно крепится на теплообменники и показывает температуру воды.
• Термоэлектрические термометры. Их действие основано на свойствах термопары — вырабатывать ЭДС пропорционально температуре нагрева. Термометры такого типа применяются в современных высокотехнологичных котлах для закрытых систем отопления. В простых энергонезависимых котлах термопара управляет электромагнитным клапаном подачи газа на основную горелку после нагрева ее пламенем запальника.

Неисправности газового котла связанные с датчиками температуры

Причин, которые вызывают отказ или неустойчивую работу газового котла много. В каждом случае нужно разбираться конкретно.

Основные неисправности газовых котлов такие:

1. котел не запускается;
2. затухание горелки;
3. газовый котел не набирает температуру;
4. котел не отключается.

Могут ли эти неисправности появиться из-за отказа датчиков температуры? Могут, и в процессе поиска причин сбоя датчики температуры, их цепи, передатчик и приемник для беспроводных систем нужно проверить в первую очередь. Нельзя исключить следующие варианты:

• Котел выключился и не включается. Одна из вероятных причин отказ или подгорание реле включения датчика температуры. В сложных системах с электронными датчиками и контроллерами чаще всего возникает неисправность в блоке управления.
• Неисправность – затухание горелки, может иметь множество причин, но одна из них – сбой датчика температуры, что вызывает выключение основной горелки.
• Причиной недостаточного нагрева теплоносителя может быть преждевременное отключение котла вследствие неверной установки температуры или неисправности датчика.
• Если залипнет механическое реле датчика температуры, или произойдет сбой в электронном блоке или датчике температуры, то такая неисправность вполне вероятна.

Создать экономичную, надежную и комфортную систему отопления, поддерживать стабильный уровень тепла в доме невозможно без современных датчиков температуры.

Термостаты (более детально о которых можно прочитать здесь) совместно с контроллерами и блоками управления поддерживают постоянный температурный режим, что способствует экономии топлива и уменьшению расходов на отопление. Датчики температуры позволяют полностью автоматизировать процесс управления отоплением и обеспечить ее долговечность и безопасность.

Используемые источники:

• https://sovet-ingenera.com/otoplenie/o-drugoe/datchiki-temperatury-dlya-otopleniya.html
• https://gradusplus.com/kotly/obustrojstvo-kotelnoj/datchik-temperatury-dlya-kotla-otopleniya/
• https://prodatchik.ru/vidy/datchik-temperatury-dlya-kotla-otopleniya/
• http://spetsotoplenie.ru/kotly-otopleniya/komplektuyushhie-dlya-otopleniya/sushhestvuyushhie-datchiki-temperatury-dlya-otopleniya.html