Обзор модельного ряда и видов реле температуры

Типы схем работы термоэлемента

Тепловое реле действует по двум схемам:

• коммутирующие контакты обратно замыкаются принудительно;
• схема возвращается в исходное состояние самостоятельно.

Первый вариант относится к защитным тепловым реле (электромагнитные пускатели, автоматические выключатели и др.). Второй применяется в системах регулирования температурой объектов (холодильник, утюг, теплый пол и др.).

Биметаллическая пластина при прогибе действует на группу контактов, которыми размыкается электрическая цепь. Из-за низкой скорости срабатывания устройство не гасит электрическую дугу с должным эффектом. На современных реле применяются устройства, увеличивающие скорость разрыва цепи.

Описание

Реле или датчик температуры (ДРТ) – это устройство, которое предназначено для контроля и регулировки температуры в помещении или емкости, где оно установлено. Главным образом, этот прибор необходим для поддержания определенной температуры в помещении.

Чувствительными элементами служат специальные датчики или баллоны, которые быстро распознают малейшее изменение окружающей среды. Помимо такой классификации приборы разделаются по месту установки. Они могут быть монтированы на стены или потолок, установлены непосредственно в среде изменения (земле, воде) и использоваться как портативные датчики.

Рассмотрим принцип действия термореле на примере кондиционера, в который встроен классический термостат. При изменении температуры и давления, чувствительная биметаллическая пластина изменяет свое положение. К примеру, если она нагреется до 5 градусов, то её размер увеличится, и она повернет рычаг, подключенный к рабочим частям кондиционера.

Фото — датчик для котлов

После этого контрольный термостат продолжает контролировать работу системы охлаждения. Когда температура окружающей среды опустится до определенной величины, пластина остынет и повторно повернет рычаг. Так будет продолжаться бесконечное число раз. Прямо пропорционально работает термостат в системе отопления, как и морозильник, она включается при изменениях температуры (её снижении) и отключается после повышения градуса. Эта система широко применяется для контроля работы котла.

При этом для контроля холодильника используется терморегулятор, у которого внутри установлен баллон с жидкостью

Для работы его очень важно правильно установить. Сам накладной регулятор устанавливается вне контролируемого объекта, в то время, как камерный баллон монтируется на испарителе

Аналогично описанному выше принципу работы действует и это реле. При нагревании жидкости она меняет кондицию, превращаясь в пар. Меняется положение баллона, во время смены позиции он поворачивает рычаг, который в зависимости от потребности включает или отключает температуру.

Фото — ДРТ-1

При установке любого типа реле возле него монтируется комнатный термометр. Дело в том, что многие модели могут иметь некоторые погрешности в измерении. Считается, что нормальным показателем является отклонение 2 градуса, в идеале его быть не должно. Если манометрический или цифровой датчик температуры ошибается на 5 и более градусов, то ему срочно требуется настройка. Подробная инструкция указывается на коробке прибора и в брошюре производителя.

Фото — КР75 empty

Его аналог – это капиллярный датчик-реле.

Где используется:

1. В системах кондиционирования и отопления;
2. В различных охлаждающих установках (для холодильника, морозильника);
3. В агропромышленной сфере для определения температуры в грунте, теплице, воде, инкубаторе;
4. В производственных и технологических условиях.

Виды

Существует несколько классификаций реле для измерения температуры. По принципу работы:

1. Цифровое (BRC, Атлант);
2. Манометрическое (КРМ, ВАЗ).

Манометрическое указывает температуру при помощи стрелочного механизма. Оно очень простое в использовании и эксплуатации, преимущественно данная система применяется для биметаллических чувствительных элементов.

Фото — термостат

Цифровое реле – это более современный датчик, который демонстрирует показания при помощи LED-дисплея, его легко можно установить своими руками и настраивать по собственному усмотрению. Помимо градусов, на монитор выводятся показания времени и прочих необходимых для работы индикатора, данных. Эта электрическая схема используется в большинстве холодильных установок нового поколения.

По исполнению:

1. Бытовой. С нормальными показателями защиты от конденсата и пыли, не герметичный;
2. Взрывозащищенный. Специальное реле, которое применяется для измерения температуры на пожароопасных объектах или в условиях повышенной опасности (котлах с жидким металлом, нефтью и т. д.);
3. Герметичное. Его можно использовать в условиях повышенной пыльности и влажности (сауны, инкубаторов, теплиц). Дополнительно защищены контакты датчика.

Соответственно, бытовой рекомендуется использовать в квартирах и домах, тогда как герметичный и взрывозащищенный в производственных помещениях. Видео: схема устройства термореле https://www.youtube.com/watch?v=_dIiZfzf0KY

Принцип действия

Реле температуры функционирует по довольно простой схеме. Котлы, оборудованные данным конструктивным элементом, также оснащаются термодатчиком. Он собирает информацию относительно температуры теплоносителя, циркулирующего в системе. При этом комнатные датчики регистрируют климатические показатели в самом помещении. Собранная информация поступает на блок управления.

Принцип работы простейшего термореле заключается в том, что встроенный в устройство регулятор сверяет полученные данные с заданными пользователем настройками. В последующем он повышает мощность прибора или, наоборот, уменьшает ее.

Порядок настройки

Перед включением следует изучить руководство по эксплуатации.

Для управления настройками схема W1209 предусматривает три кнопки:

Все предусмотренные функции и возможности настраиваются путем нажатия на перечисленные кнопки.

Согласно инструкции к W1209, для изменения настроек необходимо войти в режим программирования. Для этого нажимают и удерживают в течение 5 секунд кнопку «Set». Когда на экране высветится номер пункта настройки, кнопку можно отпустить. Для перемещения по меню настроек используют кнопки «+» и «-».

Всего инструкция термостата W1209 предусматривает от 6 до 8 позиций, в зависимости от текущей прошивки встроенного микроконтроллера:

• Р0 – переключение контроля нагрева или охлаждения;
• Р1 – регулировка диапазона гистерезиса;
• Р2 – изменение максимального предела контроля температуры;
• Р3 – изменение минимального предела контроля температуры;
• Р4 – коррекция температурной погрешности измерений;
• Р5 – программирование времени задержки включения;
• Р6 – тревога (не используется в большинстве прошивок);
• Р7 – принудительное выключение при достижении верхнего порога регулирования;
• Р8 – сброс к заводским установкам (работает не на всех прошивках).

Преимущества электронных беспроводных терморегуляторов для газовых котлов

Использование программируемых беспроводных терморегуляторов для газовых котлов дает возможность не только управлять работой отопительных устройств, но и делать это дистанционно. Электронное регулирование позволяет задавать различные режимы работы котла в зависимости не только от температуры, но и от определенного времени суток.

Программируемый электронный терморегулятор позволяет задавать нужный режим отопления на определенный период времени.

Купив беспроводной терморегулятор для газового котла с программируемыми функциями, можно рассчитывать на значительную экономию топлива. Приобретение относительно дорогого устройства оправдывает себя в течение двух отопительных сезонов.

Современные модели терморегуляторов оснащены GSM-стандартом, что позволяет передавать сведения на мобильный телефон посредством sms-сообщений. Учитывая тот факт, что котлы ведущих производителей поддерживают технологию Wi-Fi, а их электронный блок управления связан с терморегулятором, возможно настраивать работу отопительного оборудования по сети Интернет. Ноу-хау в этой области — разработка специальных приложений на смартфон.

Удобная система эксплуатации, отсутствие необходимости в проводах, управление оборудованием в автоматическом режиме являются важными плюсами в применении беспроводного комнатного термостата для газового котла. Купить устройства можно с дополнительными опциями, такими как совместное управление газогорелочным узлом, регулировкой оборудования в зависимости от температуры наружного воздуха, диагностикой системы и другими функциями.

   
Терморегуляторы нового поколения позволяют управлять микроклиматом помещения через специальные приложения с помощью телефона.

Из недостатков программируемых комнатных терморегуляторов можно выделить, пожалуй, возможную несовместимость последних с котлами в зависимости от их производителя. Такая загвоздка появилась ввиду большого количества изготовителей электронной техники и газового отопительного оборудования.

На заметку! Перед тем как купить терморегулятор для газового котла, необходимо осведомиться о совместимости устройства с моделью газовой аппаратуры у специалиста продающей компании.

Отличным примером для автономного отопления являются модели комнатных термостатов для газового котла Baxi. Устройства позволяют задавать температуру в зависимости от времени суток и сезона, регулировать температуру в разных комнатах. Кроме того, обеспечивают экономный режим работы газовой аппаратуры. Ориентировочная цена терморегулятора для котла отопления Baxi модели AURATON 2030 RTH — 6900 руб.

Устройство и принцип работы

Термореле (ТР) предназначено для обеспечения защиты электродвигателей от перегрева и преждевременного выхода из строя. При долговременном запуске электродвигатель подвержен токовым перегрузкам, т.к. во время пуска происходит потребление семикратного значения тока, приводящего к нагреву обмоток. Номинальный ток (Iн) — сила тока, потребляемая двигателем при работе. Кроме того, ТР увеличивают срок эксплуатации электрооборудования.

Тепловое реле, устройство которого составляют простейшие элементы:

1. Термочувствительный элемент.
2. Контакт с самовозвратом.
3. Контакты.
4. Пружина.
5. Биметаллический проводник в виде пластины.
6. Кнопка.
7. Регулятор тока уставки.

Термочувствительный элемент является датчиком температуры, служащий для передачи тепла на биметаллическую пластину или другой элемент тепловой защиты. Контакт с самовозвратом позволяет при нагреве мгновенно разомкнуть цепь питания электрического потребителя для избежания его перегрева.

Пластина состоит из двух видов металла (биметалл), причем один из них обладает высоким температурным коэффициентом расширения (Kр). Они скреплены между собой при помощи сварки или проката при высоких значениях температуры. При нагреве изгибается пластина тепловой защиты в сторону материала с меньшим Kр, а после остывания пластина принимает исходное положение. В основном пластины изготавливаются из инвара (меньшее значение Kр) и немагнитной или хромоникелевой стали (больший Kр).

Кнопка включает ТР, регулятор тока уставки необходим для установки оптимального значения I для потребителя, причем его превышение приведет к срабатыванию ТР.

Принцип действия ТР основан на законе Джоуля-Ленца. Ток представляет собой направленное движение заряженных частиц, которые сталкиваются с атомами кристаллической решетки проводника (эта величина является сопротивление и обозначается R). Это взаимодействие вызывает появление тепловой энергии, получаемой из электрической. Зависимость длительности протекания от температуры проводника определяется по закону Джоуля-Ленца.

Формулировка этого закона следующая: при прохождении I по проводнику количество теплоты Q, выделяемой током, при взаимодействии с атомами кристаллической решетки проводника прямо пропорционально квадрату I, величине R проводника и времени воздействия тока на проводник. Математически можно записать следующим образом: Q = a * I * I * R * t, где a — коэффициент преобразования, I — ток, протекающий через искомый проводник, R — величина сопротивления и t — время протекания I.

Инструкция по созданию устройства

Схема для создания регулятора температуры своими руками

Чтобы изготовить своими руками термореле, нужно придерживаться следующей схемы:

1. Подготовительные работы. На плате размещают все необходимые элементы и производят пайку. Для этого запрещено использовать кислоту, способную привести к порче мелких деталей. Специалисты рекомендуют применять канифоль.
2. Протравка дорожек. Выполняют с учетом схемы устройства.
3. Проверка работоспособности контролера. Для выполнения данной операции применяют тестер.
4. Проверка работоспособности полупроводников. Измеряют полярность триодов, диодов и прочих элементов.

Что делает термореле

Устройства рассматриваемого типа относятся к классу термостатов. Например, таким считается термореле с выносным датчиком температуры. Это значит, что реле поддерживает температуру в заданных границах. Когда температура выходит за эти границы, реле переключает устройство нагрева: котел, теплый пол, обогреватель или тэн. Переключение делается таким образом, чтобы температура вернулась в заданные границы.

В самом простом случае термостат включает нагреватель, когда температура понизилась и стала меньше требуемой, и выключает, когда температура поднялась выше требуемой. Сложные терморегуляторы могут подключать и отключать несколько секций нагревателей или плавно регулировать мощность.

Термореле в системе теплого пола

Термореле состоят из двух обязательных частей: датчика температуры и исполнительного устройства — это часть, которая замыкает контакты в силовой цепи. Эти части совмещаются в одном устройстве или соединяются с помощью кабеля. В каждом из этих случаев, реле работает правильно только тогда, когда датчик расположен там, где выдерживается задаваемая температура.

Пример установки выносного датчика

Кроме датчика и контактов выхода термореле часто содержат также устройство для установки желаемой температуры. В старых устройствах такое устройство выглядело как поворотная ручка или диск с шкалой, наносимой по радиусу указывающего клювика или метки. Новые, современные устройства, в большинстве цифровые и содержат несколько клавиш и дисплей. Но в некоторых моделях температура задается по прежнему, поворотной ручкой, что предпочитают потребители, в основном пожилые люди, с устоявшимися привычками. Выбор на рынке достаточен.

Инструкция по созданию устройства

Схема для создания регулятора температуры своими руками

Чтобы изготовить своими руками термореле, нужно придерживаться следующей схемы:

1. Подготовительные работы. На плате размещают все необходимые элементы и производят пайку. Для этого запрещено использовать кислоту, способную привести к порче мелких деталей. Специалисты рекомендуют применять канифоль.
2. Протравка дорожек. Выполняют с учетом схемы устройства.
3. Проверка работоспособности контролера. Для выполнения данной операции применяют тестер.
4. Проверка работоспособности полупроводников. Измеряют полярность триодов, диодов и прочих элементов.

Разновидности приборов

Механический терморегулятор с выносным датчиком На рынке встречаются термореле с разным внешним видом, конструкционными особенностями и характеристиками. В зависимости от способа монтажа подобные устройства бывают стационарными и розеточными (переносными). Первая разновидность термореле устанавливается непосредственно в стену. Переносные варианты имеют возможность быстрого подключения, что привлекает многих пользователей.

По месту расположения датчиков выделяют:

• термореле с выносным датчиком температуры;
• агрегаты со встроенным датчиком.

В первом случае датчик размещают на конце кабеля, отходящего от температурного реле. Его длина может быть разной – от 10-20 см до нескольких метров.

Преимуществом устройства называют то, что их чувствительные элементы разрешается устанавливать на улице, в погребе и различных подсобных помещениях. Во время работы таких контролеров практически исключены ошибки. Единственным недостатком реле с выносным датчиком называют появление сбоев при исчезновении электричества.

Механические варианты

Подобные датчики температуры и реле считаются самыми доступными и простыми в использовании. Они работают благодаря присутствию в конструктивной схеме биметаллической пластинки. Отключение и настройка рабочих параметров устройства осуществляется при помощи рычага и поворотного колеса.

Недостатком механических моделей называют сложность их монтажа. Они устанавливаются в углубление в стене и напрямую подключаются к сети.

Электронные модели

Электронный регулятор температуры со встроенным датчиком Популярностью пользуются и электронные термореле и датчики. Они точнее измеряют климатические параметры помещения благодаря наличию в составе конструкции полупроводниковых деталей, работающих от тока 24 В. Подобные устройства могут подключаться напрямую к электрической сети или применяются батарейки.

Электронное термореле оснащено монитором. Это облегчает выполнение настройки устройства, оповещает пользователя о результатах последнего замера климатических параметров.

Настраиваем цифровой терморегулятор W1209 под Ваши потребности

После правильного подключения термостата W1209 (можно посмотреть в этой статье), мы переходим к установке температуры и прочих настроек. В зависимости от того что нам нужно нагревать или охлаждать (при заданной температуре реле будет либо замыкать либо размыкать контакты), устанавливаем один из двух режимов: охлаждение или нагрев. Для этого нажимаем и удерживаем кнопку «SET» более двух секунд, на дисплее отобразится «Р0», это означает, что мы зашли в программное меню. Кнопками «+» и «-» осуществляется навигация по программному меню, но в нашем случае мы находимся на нужном значении «Р0», поэтому нажимаем еще раз кнопку «SET» и выбираем нужный режим: «С» это охлаждение, а «Н» нагрев.

Следующая настройка в меню «Р1» — гистерезис, это разница температур при которой включится или выключится термостат, (заводская настройка 2°C). Например, терморегулятор выставлен на отключение при +40°C, при достижении этой температуры реле разомкнется. А включится только тогда, когда температура опустится на выставленный гистерезис, то есть при +38°C.

Следующие два пункта меню:

• «Р2» верхний предел установки поддерживаемой температуры (заводская установка +110°C).
• «Р3» нижний предел установки поддерживаемой температуры (заводская установка -55°C). При достижении этих температур терморегулятор W1209 будет выключен.

Дальше в меню идет коррекция температуры «Р4», можно откалибровать показания температуры до одной десятой градуса (по умолчанию 0°C).

Пункт меню «Р5» отвечает за задержку времени включения реле, можно выставить до 10 мин. (установка по умолчанию 0 мин).

Последний пункт «Р6» позволяет управлять защитой от перегрева. OFF –защита выключена, ON – защита включена.

Установка температуры: нажимаем кнопку «SET», индикатор начнет моргать, кнопками «+» и «-» устанавливаем нужную температуру.

Для сброса на заводские настройки необходимо:

• отключить питание
• нажать и удерживать кнопки «+» и «-»
• подать питание на терморегулятор

На LED дисплее появится надпись «888», после чего отобразится текущая температура.

Терморегуляторы представляют собой класс оборудования, предназначенный для регулировки и поддержания температуры в контролируемом пространстве в заданных пределах. Они могут использоваться как в отопительных, так и охлаждающих устройствах. Это установки искусственного климата, системы обогрева, морозильное оборудование.

По принципу работы терморегуляторы разделяют на:

1. Механические:

• Биметаллические;
• Капиллярные.

1. Электронные:

• С механической установкой температуры;
• Программируемые.

Виды термореле защиты

Следует отметить, что на современном рынке электротехнических изделий представлены разные типы модулей тепловой защиты электрических силовых агрегатов. Каждый из этих типов устройств используется в конкретной ситуации и для определенного вида электрического оборудования. К основным разновидностям тепловых реле защиты можно отнести следующие конструкции.

1. РТЛ — электромеханический прибор, обеспечивающий качественную тепловую защиту трехфазных электродвигателей и других силовых установок от критических перегрузок по току потребления. Кроме этого, термореле этого вида защищает электроустановку при дисбалансе питающих фаз, затянутого во времени пуска устройства, а также при механических проблемах с ротором: заклинивания вала и так далее.  Монтируется прибор на контактах ПМЛ (пускатель магнитный) или как самостоятельный элемент с клемником КРЛ.
2. РТТ — трехфазное устройство, предназначенное для обеспечения защиты электрических двигателей с короткозамкнутым ротором от токовых перегрузок, перекосу между питающими фазами и при механических повреждениях ротора, а также от затянутого по времени пускового момента. Имеет два варианта установки: как самостоятельный прибор на панели или совмещенный с магнитными пускателями ПМЕ и ПМА.
3. РТИ — трехфазный вариант электротеплового расцепителя, защищающего электрический двигатель от тепловых повреждений обмоток при критическом превышении значений тока потребления, от длинного пускового момента, асимметрии питающих фаз и при механических повреждениях движущихся частей ротора. Устанавливается устройство на магнитных контакторах КМТ или КМИ.
4. ТРН — двухфазное устройство электротепловой защиты электрических двигателей, обеспечивающее контроль длительности пуска и тока в нормальном рабочем режиме. Возврат контактов в исходное состояние после аварийного срабатывания осуществляется только вручную. Работа данного расцепителя совершенно не зависит от температуры окружающего воздуха, что актуально для жаркого климата и горячих производств.
5. РТК — электротепловой расцепитель, при помощи которого можно контролировать один-единственный параметр — температуру металлического корпуса электрической установки. Контроль осуществляется с использованием специального щупа. При превышении критического значения температуры устройство отключает электроустановку от линии питания.
6. Твердотельное — тепловое реле, не имеющее в своей конструкции каких-либо подвижных элементов. Работа расцепителя не зависит от температурного режима в окружающей среде и других характеристик атмосферного воздуха, что актуально для взрывоопасных производств. Обеспечивает контроль над длительностью разгона электрических моторов, оптимальным током нагрузки, обрывом фазных проводов и заклиниванием ротора.
7. РТЭ — защитное термореле, по своей сути являющееся плавким предохранителем. Прибор изготовлен из металлического сплава с низкой температурой плавления, который плавится при критических значениях температуры и разрывает цепь, питающую электроустановку. Это электротехническое изделие монтируется непосредственно в корпус электросиловой установки на штатное место.

Из вышеприведенной информации видно, что в настоящее время существует несколько различных типов электротепловых реле. Все они используются для решения одной-единственной задачи — защиты электрических двигателей и других силовых электроустановок от токовых перегрузок с повышением температур рабочих частей агрегатов до критических значений.

Виды тепловых реле

Тепловые реле выбираются по номинальной нагрузке двигателей с превышением ее на 20-30 %. При такой перегрузке срабатывание происходит через 20 мин. Биметаллическая пластина прогибается медленно. В связи с этим она действует на контакты через устройства ускорения (прыгающий контакт). Различают следующие виды тепловых реле.

1. РТП — защищают трехфазные двигатели с токами на термоэлементах до 600 А и в сетях постоянного тока до 150 А. Биметаллическая пластина нагревается от нагревателя и тока, проходящего через нее. Ток срабатывания регулируется вручную путем первоначальной деформации пластины. Возврат в исходное состояние производится кнопкой, но есть модификации с самовозвратом.
2. РТЛ — для защиты трехфазных асинхронных двигателей от продолжительных перегрузок, при асимметрии фаз, заклинивании ротора или при тяжелом пуске. В подобных условиях работают электроприводы грузоподъемных механизмов, насосов, вентиляторов, станков и др. Реле встраивают в пускатели, а также делают отдельными аппаратами.
3. РТТ — входят в комплекты защиты трехфазных асинхронных двигателей от продолжительных перегрузок, несимметрии фаз и т. п. Они могут встраиваться в магнитные пускатели в цепях переменного и постоянного тока.

Продукция Trafag AG: реле температуры, термостаты

Инженерно‐конструкторское решение, разработанное специалистами компании — модульная система. Благодаря быстрой комбинации модулей капиллярные термостаты с разным набором характеристик выпускаются быстрее.

Преимущества реле температуры Trafag:

1. Выбор характеристик капиллярных термостатов под конкретную задачу. При заказе термостата задаются все необходимые параметры:
   • функциональное назначение: ограничительный или лимитирующий, аварийный, промышленный термостат, термостат защиты от замерзания, для сушильных камер, специальный термостат для гальванических ванн, взрывозащищённый, судовой термостат;
   • материал капиллярной трубки термостата: медная или нержавеющая капиллярная трубка;
   • длина и необходимая защита капиллярной трубки термостата (защитные гильзы из стойкого к агрессивным средам пластика или нержавеющей стали);
   • количество уставок / точек срабатывания реле температуры: одноступенчатые, двухступенчатые и четырехступенчатые термостаты, а также сдвоенные образцы (два термостата в одном корпусе);
   • наличие показывающего устройства: термостат с дисплеем и без;
   • место планируемой установки (комнатный, настенный, накладной или трубный, канальный или погружной термостат);
   • предел контроля и измерения температуры;
   • параметры настройки гистерезиса (разность срабатывания при прямом и обратном ходе контролируемой величины): термостат с фиксированным или регулируемым гистерезисом;
   • вид регулировки (со внутренней или внешней юстировкой);
   • дополнительные функции и специальные требования заказчика (в том числе взрывозащита со всеми необходимыми сертификатами и разрешениями).
2. Технический контроль компонентов, влияющих на надёжность и долговечность приборов.
3. Длительная бесперебойная работа (гораздо дольше гарантийного срока) без потери точности.

Заключение

Термореле — терморегулятор, реле температуры, термостат, синонимы устройства. Развиваясь от простых электромеханических, с биметаллической пластиной или сильфоном, до современных цифровых устройств термореле претерпели большие улучшения показателей в сторону точности и надежности. При этом их цена остается невысокой, доступной для потребителей, а сами устройства — необходимыми для бытового кондиционирования, микроклимата, кухонной техники и тепличного хозяйства.

Перед приобретением термореле желательно ознакомиться с перечисленными здесь параметрами, чтобы выбрать подходящее устройство, а также учитывать особенности купленного прибора для надежной и долговечной работы. И еще надо помнить, что термореле – управляющий прибор, исправность которого влияет на другое оборудование или имущество, и оно должно быть всегда работоспособно и исправно.