Зачем предназначен термостат в водонагревателе и как он работает?

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.

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.

Большинство оборудования функционирует в определенном температурном диапазоне. Контроль над ним осуществляется при помощи термостатов, терморегуляторов (регулятор температуры) и тепловых реле. Выбор конкретных устройств определяется конструктивными особенностями техники, требованиями к точности контроля нагрева и другими факторами. Капиллярный термостат входит в число наиболее распространенных устройств регулирования температурного режима.

Подключение нескольких инфракрасных обогревателей к одному терморегулятору через контактор

Обычный терморегулятор, будь то механическая, электромеханическая или цифровая/электронная модель, редко позволяет подключить к себе нагреватель мощнее чем 2 – 3 кВт.

Чтобы иметь возможность превысить этот показатель, необходимо разнести управление и питание. Реализовать это не так сложно, как кажется на первый взгляд. Достаточно использовать любой из типов терморегуляторов, подойдет даже простой механический, он будет управлять контактором, через который подаётся напряжение на ИК-нагреватели.

Схема подключения нескольких обогревателей через контактор выглядит следующим образом:

Все основные соединения и дополнительное оборудование, устанавливается в электрическом щите. От которого проложены проводники и до остального оборудования. При этом максимальная мощность подключаемых приборов отопления ограничивается лишь максимально доступной мощностью всей системы. Остальные вопросы решаются выбором соответствующего номинала защитной автоматики и правильными сечениями питающих кабелей.

Принцип работы простой: терморегулятор, в зависимости от температуры в помещении, даёт сигнал на управляющую клемму контактора, который или коммутирует электрическую сеть – пускает на ИК-обогреватели питание, либо разрывает её, когда сигнал пропадает. При реализации этого варианта, подключается любое количество приборов обогрева, имеется возможность для усовершенствования и дополнения.

Недостатки инсталляции с использованием контактора

— Стоимость реализации

Для того, чтобы выполнить монтаж по этой схеме, необходимо выполнить комплекс электромонтажных работ, купить соответствующие элементы – автоматику, регулятор, кабели. Это вариант наиболее затратный из всех представленных.

— Сложность монтажа

Установка и подключение контактора и терморегулятора, их коммутация между собой и прочие монтажные работы, требуют привлечение квалифицированного специалиста. Либо наличие нужных знаний, умений и навыков у вас.

— Ограничение подключаемой мощности

Таким образом подключить к терморегулятору одного или нескольких ИК-обогревателей, суммарная мощность которых более 10-16А невозможно.

Преимущества подключения обогревателей через контактор и терморегулятор

— Возможность регулировки температуры в помещении

Система автоматически поддерживает заданную температуру в помещении. Автоматизированы её включения и выключения.

— Возможность добавления практически неограниченного количества обогревателей или увеличения мощности существующих

Количество, а главное мощность подключаемого оборудования, ограничено лишь выделенной мощность объекта

— Возможность простого усовершенствования системы

Схема позволяет достаточно просто изменять систему, добавлять новые элементы, подстраивать под изменение условий.

— Внешний вид, удобство и безопасность

Скрытая электропроводка и размещение электрооборудования, выполненные по заранее продуманному плану, делают инсталляцию и эксплуатацию значительно более безопасной, управление удобным и внешне имеют привлекательный вид.

ВЫВОД: Схема подключения инфракрасного обогревателя через контактор, позволяет получить максимальные возможности по усовершенствованию, расширении системы. Идеально подходит для больших помещений, например, частных домов. Дополнительные затраты компенсируются неоспоримыми преимуществами, которая даёт такая схема подключения.

В статье представлены самые распространенные схемы подключения инфракрасных обогревателей, которые обычно применяются при организации электрического отопления в квартире или доме. Любые другие возможные варианты монтажа являются лишь модификацией представленных. Какую схему выбрать, каждый решает сам, достоинства и недостатки каждой я довольно подробно описал.

Принцип работы

Внешне они могут очень сильно отличаться, но в основном их принцип функционирования меняется не сильно. Главная деталь – это теплопроводящий стержень. Он расширяется при нагревании, приводит в движение систему контактов, которые в свою очередь отключают от сети ТЭН. При остывании стержня его длина постепенно уменьшается. Тогда термостат передаёт сигнал нагревательному элементу, что вскоре приведёт ТЭН снова в действие. Температуру, которую должен поддерживать регулятор, устанавливает сам пользователь в соответствии со своими потребностями.

Короче это можно описать так:

• Установка нужного уровня температуры при помощи рычага, кнопки или переключателя
• Измерение температуры и включение ТЭНа при надобности
• При достижении нужного значения деления выключается ТЭН
• после охлаждения снова начинает срабатывать терморегулятор, и нагревание начинается заново

На сегодняшний день существуют такие устройства, которые имеют дополнительную функцию – отключение подачи электричества к ТЭНу при поломке. Благодаря этому безопасность использования становится выше и предотвращается вероятность поражения электрическим током.

Как подключить терморегулятор к инфракрасному обогревателю

Пользоваться термостатом очень удобно, необходимо лишь определить, как правильно подключить терморегулятор к инфракрасному обогревателю, чтобы получить максимальный эффект от использования этого прибора.

Необходимые материалы

Подготовка к установке терморегулятора не займет много времени, как и сам монтаж. Даже при отсутствии опыта подключения термостатов все работы с легкостью можно выполнить самостоятельно.

Но в случае если у вас нет опыта работы с электрооборудованием и даже установка розетки вызывает сложности, а с принципом работы индикаторной отвертки вы не знакомы, не стоит пытаться выяснить как подключить механический или электронный терморегулятор. В таких случаях безопасней доверить эту работу профессионалу.

Для тех, кто хорошо разбирается в электричестве и точно знает, что перед работой следует обесточить приборы и оборудование, необходимо подготовить такой набор инструмента:

• Дрель или шуруповерт. Они необходимы лишь для того, чтобы просверлить в стене отверстие для монтажа термостата.
• Пассатижи для работы с электрокабелем.
• Индикаторная отвертка или тестер.
• Карандаш, рулетка. Они помогут определить и обозначить место, где будет располагаться регулятор температуры.

Также для работы понадобиться электрический кабель, которым будут соединяться термостат и устройство инфракрасного нагрева, разборная розетка и метизы для крепления регулятора и фиксации кабеля. Когда материалы и инструмент подготовлены, можно приступать к разметке и монтажу.

Схема подключения

Схема подключения терморегулятора к инфракрасному бытовому обогревателю выбирается в зависимости от используемого устройства, опыта и знаний специалиста по монтажу электрооборудования.

Стандартная

При стандартной схеме термостат устанавливается в уже готовую сеть между непосредственно обогревателем и автоматическим выключателем на щитке. Отправной точкой сети будет служить автомат. От него отходят два провода — фаза и ноль, которые подключаются на соответствующие контакты термостата. От термостата также идут два провода, которые подключаются уже к отопительному прибору.

Эта схема удобна и в случае, если к одному термостату необходимо подключить два или три обогревателя. Расположенные в различных помещениях, они обеспечивают одинаковую температуру во всей квартире. Для их эффективной работы подключение выполняется таким образом:

• От автомата к термостату ведут два провода: фаза и ноль.
• От автомата отходят по два провода для каждого отопительного прибора.
• Между собой инфракрасные обогреватели не соединяются.

Параллельное подключение позволит безопасно управлять сразу несколькими устройствами, не докупая дополнительные регуляторы для каждого из них.

Варианты подключения инфракрасных обогревателей через термостатВажно: Для нескольких обогревателей допускается последовательное соединение. Но оно считается менее удобным, поэтому используется крайне редко

С помощью магнитного пускателя

Эта схема немного сложнее и займет чуть больше времени. Но благодаря использованию дополнительного оборудования в виде магнитного пускателя, можно подключить к одному терморегулятору сразу несколько обогревателей, в том числе и оборудование с более высокой мощностью, промышленные системы.

Подключение устройств выполняется в следующей последовательности:

• С помощью кабеля (фаза и ноль) к автомату подсоединяется термостат.
• Через выходные клеммы термостат подключается к магнитному пускателю.
• Магнитный пускатель подключается к отопительным приборам.

При этом схема для подключения магнитного пускателя рассчитывается индивидуально. Это обеспечит безопасную и эффективную работу устройств.

С помощью магнитного пускателя

Основные виды поломок

Термостат для бойлеров

Перед заменой термостата необходимо определить техническую неисправность:

• циркуляция очень горячей воды;
• механическое повреждение трубки;
• недостаточное взаимодействие контакта термостата и сцепления нагревательного элемента;
• скачки напряжения;
• образование накипи внутри бойлера;
• неправильное регулирование нагревательного элемента.

При выявлении неисправности необходимо знать, как самостоятельно проверить терморегулятор для водонагревателя. Этапы диагностики:

1. Извлечь термостат, перевести в режим на измерение силы сопротивления специальным мультиметром.
2. Задать максимальное значения температуры, определить измерение при включении и отключении прибора.

Отсутствие реакции – признак поломки. Во избежание получения травм в процессе диагностики в домашних условиях без специальных знаний, соблюдения техники безопасности лучше обратиться к мастеру ремонтнику.

Что собой представляет терморегулятор

Терморегулятор или термостат совмещает в себе два прибора.

Первый с определенной периодичностью измеряет температуру внутри помещения и фиксирует эти данные. Второе устройство регулирует работу обогревателя.

Внутренняя электроника или механизмы (в зависимости от конструкции и особенностей определенной модели) координирует работу двух агрегатов. Терморегулятор делает замеры температуры и если они выше установленного режима, на обогреватель передается сигнал о прекращении работы. Далее температура измеряется в прежнем режиме и как только она опустится ниже желаемой, отопительный прибор вновь включается.

Таким образом, подключение инфракрасного бытового обогревателя через терморегулятор позволяет постоянно поддерживать в помещении нужную температуру.

Виды и характеристики терморегуляторов

• Механические. Обладают скудным функционалом, позволяют установить лишь температуру, которая должна поддерживаться внутри помещения. На переднюю панель термостата также может быть выведен индикатор работы и кнопка включения. Этот прибор измеряет температуру довольно приблизительно, но этого вполне достаточно для создания комфорта в жилых помещениях.
• Электронные. Оснащаются дисплеем, на котором можно выставить довольно точные показатели температуры, установить график изменения температурного режима в ночное время, отрегулировать работу системы отопления на неделю или даже месяц. Некоторые модели управляются дистанционно, в том числе при помощи мобильных телефонов.

На заметку! Главное отличие механических и электронных термостатов в их стоимости. Первые стоят намного дешевле, хотя так же эффективно справляются со своей задачей. Тем более, что независимо от выбранной модели любой термостат только лишь регулирует включение и выключение отопительных приборов методом контроля температуры внутри помещения.

По датчикам температуры.

• С внутренним датчиком.
• С внешним датчиком
• С обеими датчиками.

Терморегуляторы с внутренним датчиком измеряют температуру в месте своей установки своим внутренним датчиком. Не подходят для электрического теплого пола.

Терморегуляторы с одним выносным датчиком предназначены для управления температурой пола.

Если в терморегуляторе присутствует внутренний датчик и есть клеммы для внешнего датчика, то скорее всего этот терморегулятор все равно осуществлять управление может только по температуре внутреннего датчика.

Внешний датчик служит для аварийного контроля температуры пола с целью недопущения его перегрева.

Ограничение температуры пола актуально для электрических теплых полов.

Встречались диковинные терморегуляторы, в которых встроенный датчик служил для защиты от перегрева самого терморегулятора.

Терморегуляторы, которые на выбор могут регулировать хоть по внутреннему, хоть по внешнему датчику редкие — я встречал только два таких с ценой около 5000р. Рискну предположить, что терморегуляторы дороже 5000р все могут управлять по любому из датчиков.

Схема подключения пускателя через терморегулятор. Схема подключения терморегулятора к тену

Терморегулятор для ТЭНа

Терморегулятор предназначен для поддержания заданной температуры путем управления нагревательными (охладительными) элементами.

Терморегуляторы бывают нескольких видов, начиная простыми механическими и заканчивая электронными многофункциональными и даже интеллектуальными устройствами.

Принцип работы состоит в том, что в устройстве есть выносной термодатчик, который сообщает устройству температуру окружающей среды. Для поддержания и регулировки заданного предела температуры как раз и используется терморегулятор.

Терморегуляторы применяются для поддержания нужной температуры в различных устройствах, таких как: холодильник, теплый пол, водяное отопление или нагреватели, инкубатор, теплицы и т.п.

Видео: Как проверить (прозвонить) ТЭН

Подключение ТЭНа с терморегулятором

Рассмотрим принцип работы и схему подключения тэна с терморегулятором.

ТЭНы используются для бойлеров и котлов отопления. Берем универсальный ТЭН на 220В и 4,5кВт, обычный терморегулятор с чувствительным элементом в виде трубочки, помещается он внутрь ТЭНа, в котором есть специальное отверстие

Тут видим три пары нагревательных элементов, итого шесть контактов, подключать нужно следующим образом: на три садим ноль и на другие три фазу. В разрыв цепи вставляем как раз наш терморегулятор.

Терморегулятор имеет три контакта, на фото ниже видно один контакт по центру сверху и два снизу. Верхний используется для подключения к нулю, а какой из нижних к фазе надо проверить тестером.

Ставим регулятор на минимум – звоним тестером левый нижний с верхним –  есть звуковой сигнал, а на втором нет, теперь увеличим температуру и тестер звонит уже правый нижний контакт с нулем. Значит питание приходит на ноль (верхний контакт) и с нижнего правого идет на ТЭНы, т.е. запитываются ТЭНы. А левый нижний вывод можно использовать для подключения индикатора, чтобы индицировалось когда отключен ТЭН.

На этом все. Обзор окончен.

Принцип работы капиллярных термостатов

Работа капиллярного термостата базируется на первом законе термодинамики, который гласит, что при изменении температуры в термодинамической системе она выполняет механическую работу, пока не придет к равновесному состоянию. Конструкция капиллярного термостата позволяет контролировать температуру за счет регулирования величины точки равновесия и включает в себя следующие элементы:

• датчик в виде металлической капсулы, содержащей рабочую жидкость;
• капилляр, соединяющий датчик с регулирующим блоком термостата;
• регулирующий блок или электромеханическое реле, посредством которого задаются нужные параметры (устанавливается точка равновесия).

При нагревании датчика происходит расширение содержимого капсулы, которое через капиллярную трубку оказывает давление на мембрану реле, а при достижении заданной температуры происходит размыкание контактов. Обычная погрешность такого устройства составляет ±3-4°C. Такой вид электротехники https://www.scat-technology.ru/, как капиллярный терморегулятор, очень прост, надежен и энергонезависим, благодаря чему используется в разнообразной технике.

Критерии выбора конструкции

Проверка конструкции на работоспособность

В случае поломки терморегулятора лучше купить аналогичную модель. Перед приобретением нужно проверить технические характеристики товара:

• вид прибора;
• размер;
• способ закрепления внутри водонагревателя;
• сила тока и сопротивления;
• потребляемая мощность;
• выполняемые функции.

При выборе термостата важно определить ключевой элемент управления (автоматические датчики или электромеханические элементы), способ задавания температурных показателей (ручной или программируемый) и установки (накладные или врезные). Узнать характеристики регулятора можно в техпаспорте нагревателя

Когда регулятору требуется замена

Нет смысла выполнять ремонт, если:

• Медная трубка пришла в негодность.
• Электроника вышла из строя.
• Элемент сгорел при скачке напряжения.

Но как на практике убедиться, что термореле неисправно? Это можно проверить мультиметром.

Установите мультиметр в режим измерения сопротивления, как показано на картинке:

• Приложите щупы к контактам детали.
• Посмотрите на табло. При бесконечном сопротивлении термостат не подлежит восстановлению, нужна замена.
• Показывает сопротивление? Поступите так: установите мультиметр на минимальное значение. Зажигалкой прогрейте трубку термостата. Если он исправен, сопротивление увеличится и сработает защитное реле.

Если вы убедились в неисправности, для замены важно подобрать подходящее изделие. Как это сделать? Лучше всего взять старый регулятор и пойти с ним в магазин, чтобы приобрести аналог

Либо записать серийный номер, который есть на каждом изделии.

На что обратить внимание:

• Метод крепления.
• Размер.
• Напряжение.
• Дополнительные функции.

Параметры должны совпадать с указанными в паспорте для бойлера.

Если вы не сильны в ремонте, тогда можно вызвать мастера для замены.

Помните о технике безопасности и смотрите видео по теме:

↑ 4. Конструктив

Сверху укреплена стандартная розетка для наружной проводки, она должна обеспечивать хороший контакт с вилкой нагревательного элемента. Винты крепления розетки притягивают печатную плату, этим достигается надежное крепление.

Печатная плата. Отверстия под винты и прокладку проводов показаны на плате синим цветом.

Базой деталей в программе layout надо пользоваться осторожно. Я понадеялся на нее и допустил две ошибки — в выводах оптрона и… такого распространенного элемента, как стабилизатор 7809

На платах у меня показано правильно, но 7809 пришлось поставить металлическим фланцем вверх (на фото видно). Я уже не говорю, что размеры деталей и выводов нередко указаны неправильно.

Шлейф от датчика удобно крепить к плате колодкой «под винт».Сетевой провод лучше не припаивать к выключателю, а присоединить через изолированные пластиком зажимы.

Небольшая силовая плата с симистором крепится на дюралевую пластину, а сама пластина к коробке шурупами.

Эта плата для большей безопасности специально сделана дорожками вверх, подальше от металла радиатора, выводы деталей обкусаны заподлицо с платой. Симистор на плате стоит фланцем вниз, к радиатору. Его выводы пропущены вверх, сквозь плату и припаяны. Для ровной установки платы между ней и металлическим фланцем симистора установлены шайбы.

Учитывая, что на улице возможно появление конденсата и росы, платы обработаны специальным аэрозольным составом «Plastik» Cramolin. Состав обладает высокими изоляционными свойствами, позволяет паять прямо через лак (с последующим восстановлением защитного покрытия).

Необходимо обеспечить надежную изоляцию центрального вывода терморезистора от воды, я делал это заливкой специальным составом. Корпус терморезистора изолировать тоже желательно, но не толстым слоем, чтобы не ухудшить теплопередачу.