Термореле для бойлера. Электронный терморегулятор для бойлера

В бытовых накопительных бойлерах в качестве термодатчика используется капиллярный терморегулятор – устройство достаточно неприхотливое, однако, в моем случае, после трехлетней эксплуатации, приказало долго жить. Поиск аналогичного в наших краях успехом не увенчался, посему встал вопрос об электронном регуляторе - в меру простом и, по возможности, надежном. Начались брожения по Интернету, одной из первых мне попалась всем известная схема:

В ходе подготовки к ее практической реализации, я обнаружил в Сети статью: «Простой терморегулятор на регулируемом стабилитроне TL431», которая и была принята к исполнению.

Мой доработанный вариант:

Отличия от оригинальной схемы:

• Термистор – номиналом 22кОм.
• Переменный резистор – 33кОм. Поскольку мне не нужен широкий диапазон регулятора, я сознательно сдвинул его в сторону более высокой температуры, получив взамен плавность регулировки.
• Вместо стабилизатора 7805 применен его российский аналог КР142ЕН5А.
• Тумблер ручного режима заменен на кнопку КМ1-1.
• В качестве коммутатора нагрузки используется комплектный пусковой блок
• IEK КМИ-22560, в корпусе которого и был смонтирована схема.
• Блок питания 220/12В - переделанный из БП от «Сеги». Стабилизацию 12-вольтового напряжения я делал, так сказать, с запасом, теоретически, можно обойтись и без нее. Если решите оставить, то вместо транзистора и стабилитрона можно применить КР142ЕН8Б. Увы, у меня под рукой не оказалось.

На месте кнопки «стоп» установлен неоновый индикатор, подключенный параллельно контактам промежуточного реле, сигнализируя режим Standby. На лицевой стороне через отверстие виден светодиод КЛ102 – индикатор подачи питания на плату управления. Разъем СГ-5 используется для подключения 12-вольтового напряжения и термодатчика.

Вид изнутри:

Переменный резистор, установленный со стороны печатных проводников, одновременно играет роль держателя печатной платы.

Теперь – о самом термодатчике. Дело в том, что в накопительных бойлерах с нижней стороны имеется специальная герметичная трубка, высотой приметно вполовину бака (фактическая длина трубки зависит от емкости бойлера). Именно в нее вставляется капиллярный стержень штатного регулятора. Я поступил следующим образом: взял отрезок провода ПУНП 2х1,5 длиной 60 см. Удалив наружную изоляцию на расстоянии 45 см, я обмотал одну из жил тонкой полоской ФУМ, что используется в сантехнике. Далее, припаяв выводы термистора к проводникам и изолировав места пайки, я обмотал ФУМом всю конструкцию – от термистора до остатка изоляции. Один край обработал цапон-лаком, на второй прикрепил клеммник:

Вставив получившийся термодатчик в трубку, зафиксировал его на выходе изолентой:

Термодатчик подключил к схеме экранированным проводом – для исключения возможных помех. Не забудьте также замкнуть контакты, которые подключались к старому датчику, иначе цепь обогревателей останется разомкнутой

Вид в сборе:

Возможно, не совсем эстетично, зато вполне работоспособно. Двухмесячная эксплуатация показала – схема работает в штатном режиме, триггерного эффекта не наблюдается, точность срабатывания – заметно выше, чем у механического собрата.

При внедрении схемы я руководствовался принципом «минимального вмешательства» - т.е. при необходимости, все можно быстро вернуть на круги своя. Но, думаю, что мне это не понадобится.

Максим Таранец г.Карталы 2016г.

Термостат водонагревателя - автоматический регулятор нагрева бойлера, контролирующий предел нагревания и минимальную температуру, при которой вода снова должна нагреваться. Формально, это условный предохранитель, который срабатывает на отключение, когда вода достигла предельно допустимой температуры нагревания, и на включение, когда остыла. Если такого предохранителя нет, водонагреватель - это герметичная емкость с кипятильником, который будет греть воду, пока не взорвется или не выйдет из строя.

Наличие термостата позволяет не только всегда поддерживать бойлер в готовности к эксплуатации, но и сокращает расходы на электричество.

Принцип работы

Энергоемкость и безопасность любого накопительного бойлера зависят от терморегулятора, который автоматизирует процесс его работы.

Основа его работы заключается в размыкании контактов ТЭНа при достижении водой заданной температуры, а при охлаждении последней происходит включение трубчатого электронагревателя. Реле срабатывает также на отсутствие воды.

Основная задача термостата заключается в контроле нагревания/остывания. С одной стороны, он не дает кипеть воде слишком долго, увеличивая пропорционально времени внутреннее давление в баке. С другой - поддерживает бойлер в постоянной готовности, благодаря чему нет необходимости ждать, когда вода нагреется и можно приступить к ванным процедурам.

Усовершенствованные термостаты могут подавать дополнительные сигналы. Например, при поломке ТЭНа или другого элемента происходит принудительное отключение прибора от электропитания. То же самое происходит, если ТЭН не справляется со своими функциями из-за накипи. В последних моделях на табло указывается код ошибки, в связи с чем легко определить причину поломки.

Виды

В настоящее время существует несколько видов термостатов, среди которых можно выделить 3 основных:

1. Стержневой

Самый популярный и самый устаревший из всех представленных сегодня на рынке. Это трубка минимального диаметра, которая работает по законам физики - при нагревании она линейно расширяется и надавливает на выключатель, при охлаждении, соответственно, сжимается, а ТЭН включается.

Недостаток такой конструкции заключается в неточности работы, связанной с близким к подводу воды расположением.

Накопительный бойлер сконструирован таким образом, что когда горячая вода выходит, тут же начинает поступать в бак холодная, чтобы уровень воды все время был одинаковым. Учитывая то, что стержневой термостат располагался вблизи подвода холодной воды, он даже не успевал расширяться до нужного размера. Холодная вода мгновенно его остужала, и бойлер во время его использования работал практически без остановки.

1. Капиллярный

Более современный и оттого продуманный способ терморегуляции. В основе все та же трубка небольшого диаметра, в которой располагалась капсула с контрастной жидкостью. При нагревании воды до определенной температуры менялась структура жидкости и ее объем, в результате чего срабатывало реле на отключении. При охлаждении воды ниже заданного уровня, все происходило наоборот - жидкость уменьшалась в объеме, и реле срабатывало уже на включение. Допустимое отклонение по температуре воды составляет +- 3-4 градуса.

1. Электронный

Самый удобный и точный тип терморегуляторов, который срабатывает на конкретную температуру воды. Более того, здесь предусмотрено защитное реле, которое размыкает цепь электропитания при отсутствии в баке воды.

По техническим характеристикам термостаты подразделяют на:

• электронные и механические - в первом варианте срабатывают биметаллические элементы, в другом - электронный датчик контроля температуры

• программируемые и механические - в первом варианте задается конкретная температура, во втором срабатывает либо на кипячение, либо устанавливается вручную максимальная планка;
• накладные и встроенные - при электронном управлении применяется первый вариант, при механическом - второй.

Примечательно, что термостаты разработаны не только для отдельных накопительных водонагревателей, но и для косвенного нагрева. Это не совсем удобно, хотя и очень экономно Вода в данном случае нагревается от определенного отопительного элемента, не препятствуя основным его функциям. Из минусов - теплоноситель также нагревается до определенной отметки, соответственно, горячей вода при косвенном нагреве не будет никогда. Если вам по душе принимать прохладный душ и есть желание сэкономить, это будет лучший вариант.

Неисправности и как их устранить

К сожалению, любая конструкция имеет свойство ломаться, и термостат не исключение. Как правило, такие приборы не ремонтируют, предпочитая купить новый аналогичный или с увеличенным сопротивлением. Но если правильно им пользоваться и соблюдать элементарные правила, срок его служба будет гораздо дольше гарантийного.

Основная неисправность - перестает нагреваться вода. В этом случае 2 варианта - вышел из строя нагревательный элемент (как почистить ТЭН и заменить магниевый анод узнаете в статье ). Второй вариант - поломка термостата. Для того, чтобы это проверить, измерьте его сопротивление. Если на тестовом приборе отсутствуют изменения, пора отправляться в магазин за новым терморегулятором.

Как правильно выбрать терморегулятор

Смысла в ремонте термостата нет, более того, для этого нужны специальные знания. Гораздо проще, быстрее и дешевле купить новый и поставить.

• приобретая новый, обязательно покажите продавцу техпаспорт на водонагреватель - вам подберут ту модель, которая подходит именно под него;
• не стоит сперва выбрасывать реле, а потом покупать. На каждой единице есть специальная маркировка, которая позволит выбрать если не идентичный, то точно подходящий под конкретную модель;
• при самостоятельном выборе прибора учитывайте габариты, силу тока и сопротивления, функциональные характеристики.

Как произвести замену

В идеале, если производитель предложил более выгодные условия сотрудничества, например, увеличил гарантийный срок, и тогда процесс замены стоит доверить профессионалам.

По известному закону поломки бытовых приборов и электроники в 99,99% случаев происходят в тот момент, когда закончилась гарантия.

Если и у вас закончились гарантийный срок и время бесплатного сервиса, можно сделать следующее:

1. Полностью обесточить водонагреватель, вытащив вилку из розетки.
2. Перекрыть трубу с холодной водой (для этого предусмотрен подводящий кран).
3. Слить всю воду, для чего сперва открыть горячий кран, после открутить снизу открутить и снять защитный кожух и дать стечь остатку.
4. Откручиваете гайки, снимаете фланец и прижимное кольцо ТЭНа. Напоминаем о необходимости чаши под сбор воды, она будет продолжать течь.
5. Вытащить датчик терморегулятора и отсоединить регулирующее реле.
6. Установить новый термостат на бойлер, вернуть прижимное кольцо и прикрутить крестовой отверткой кожух. Желательно весь процесс фотографировать, чтобы не допустить ошибок.
7. Включить подачу воды и контролировать бойлер в течение 2-3 часов на герметичность крышки и бака в целом, после чего эксплуатировать его в обычном режиме.

Как заменить термостат - на видео

В бытовых бойлерах термодатчиком служит неприхотливый терморегулятор капиллярного типа. В большинстве случаев срок его эксплуатации довольно высок. У меня же через три года работы вышел из строя. В городе его не найти. Подскажите, как изготовить простейший терморегулятор для водонагревателя своими руками?

На вопрос отвечает наш эксперт:

Термодатчик в бытовых бойлерах вполне можно заменить электронным регулятором температуры. Схему несложно найти. Чаще всего используется схема – терморегулятор на стабилитроне tl 431.

Основные составляющие терморегулятора

Существует несколько вариантов ее разновидностей. Небольшие изменения в оригинальную схему позволяют добиться плавного регулирования температуры:

• переменный резистор (33 кОм) сдвигают в сторону большей температуры, чтобы получить плавность регулировки;
• функции стабилизатора 7805 на себя может взять такой же отечественного производства КР142ЕН5А;
• выключатель меняют на кнопку КМ1-1;
• можно сделать стабилизацию 12В, заменив стабилитрон и транзистор на КР142ЕН8Б.
• можно подключить цветной индикатор, который будет сигнализировать режим ожидания для последующего включения;
• на корпус монтируют светодиодный индикатор питания платы КЛ102.

Сам термодатчик монтируется в нижней части накопительного водонагревателя через герметичную трубку. Длина ее зависит от вместимости водонагревателя и составляет половину длины бака. В эту трубку и ставится капиллярный датчик терморегулятора.

Последовательность действий

Вышедший из строя датчик можно заменить следующим образом:

• подготовить провод ПУНЛ 2х1,5 длиной 50–60 сантиметров;
• снять изоляцию с провода по длине 40 сантиметров и одну жилу обмотать лентой ФУМ;
• берут термистор и припаивают к жилам провода;
• обматывают ФУМкой всю конструкцию по всей длине;
• один край обрабатывают цапон-лаком, на второй устанавливают клемы.

Полученное устройство ставится в трубку и фиксируется простой изолентой. Это делается для быстрого извлечения терморегулятора при необходимости.

Подготовленная электронная схема подключается к термодатчику экранированным проводом, способствующий уменьшению помех. Замыкают контакты, которыми подключался предыдущий датчик, в противном случае цепь останется разомкнутой.

Конструкция готова к работе, правда, выглядит не очень красиво. Принцип «минимального вмешательства» позволяет вернуть все в исходное положение.

Видео: Ремонт терморегулятора на водонагревателе

Проблемы в области ЖКХ в нашей стране, к сожалению, далеко не редкость. Но некоторые из них, например, отсутствие горячей воды, можно решить своими силами. Для этого нужно приобрести и установить водонагреватель. Наслаждаться душем комфортной температуры, даже когда у других нет горячей воды, позволит наливной водонагреватель с терморегулятором.

Рассмотрим, из чего состоит водонагреватель.

Основные элементы водонагревателя

• Внешний корпус. Может быть пластиковым, металлическим или его конструкция может сочетать элементы обоих видов.
• Внутренний бак. Обычно сделан из нержавеющей стали.
• Терморегулятор (термостат)
• Термоэлектронагреватель (тэн)

На двух следующих элементах водонагревателя остановимся более подробно.

Терморегулятор

Итак, что это за зверь такой, терморегулятор для водонагревателя, и для чего он нужен? Все просто: терморегулятор предназначен для поддержания определенной температуры воды с помощью включения и отключения нагревательного элемента (тэна). А еще, если в нагревательном элементе возникнет неисправность, терморегулятор (или термостат) отключит его в аварийном порядке (термозащита).

Существует 3 вида терморегуляторов.

Виды терморегуляторов

• Стержневой терморегулятор для водонагревателя. Он вставляется в специальную трубку, расположенную на корпусе водонагревателя длиной 25-45 см. Наиболее часто применяются стержневые терморегуляторы для водонагревателей термекс.
• Капиллярный терморегулятор для водонагревателя. Он имеет вид трубки, в которой содержится жидкость. Она изменяет свой объем в зависимости от температуры в емкости нагревателя. При определенной температуре нагрева жидкость оказывает давление на мембрану, связанную с электрическими контактами.
• Электронный терморегулятор для водонагревателя. Термосопротивление, которое входит в его состав, реагирует, когда изменяется температура жидкости. Обычно в водонагреватель устанавливается два таких прибора. Один из них выполняет функцию регулировки температуры, а другой — функцию защиты (отключение в аварийном порядке).

Подобрать терморегулятор для определенной модели водонагревателя можно, основываясь на геометрических размерах тэна, величины его мощности, а также объеме бака водонагревателя.

Терморегуляторы для водонагревателя аристон бывают электромеханические и электронные. Принцип работы первых основан на свойстве биметаллов, функционирование вторых осуществляется с помощью входящего в их состав датчика высокой точности.

В зависимости от возможностей, их можно разделить на простые, программируемые и двухзонные. По способу установки модели делятся на накладные и врезные.

Если терморегулятор неисправен

Как правило, ремонт терморегулятора водонагревателя заключается в его замене на новый. А как обнаружить неисправность терморегулятора? Она может иметь место, если при подаче напряжения тэн не включается, а также если срабатывает контрольный терморегулятор. Чтобы проверить работоспособность терморегулятора, его необходимо снять с водонагревателя, затем поставить на измерение сопротивления (Ом). Регулировочную рукоятку выставим на максимальное положение и измерим сопротивление на контактах терморегулятора (ввод/вывод). Если тестер не проявляет никакой реакции, это говорит о неисправности элемента. Он не подлежит ремонту, и нужно будет для замены купить терморегулятор для водонагревателя термекс, аристон или другой марки, той же, что и водонагреватель.

В случае срабатывания контрольного терморегулятора определяем неисправность следующим образом: нужно поставить снятый терморегулятор в минимальное положение и установить измерительные щупы прибора на контактах. Затем с помощью зажигалки нагреть стержень или колбу терморегулятора. Если он работает исправно, то вы будете наблюдать следующую картину: термореле сработает и разомкнет цепь, сопротивление на контактах будет стремиться к бесконечности то есть как при разведении щупов прибора в стороны. Если этого не произошло, значит термореле неисправно и необходимо заменить терморегулятор. Для этого нужно правильно подобрать данный элемент водонагревателя.

Как правильно выбрать терморегулятор

Желательно купить терморегулятор для водонагревателя на замену той же модели, что был установлен изначально. Но если вы не нашли в продаже точно такую же модель, то при выборе необходимо учитывать следующее:

• тип терморегулятора, установочные размеры и способ крепления;
• величину тока, на который рассчитан терморегулятор;
• функции, которые он выполняет (регулировка температуры, защитная функция или обе одновременно).

Термоэлектронагреватель (тэн)

Термоэлектронагреватель (тэн) — это нагревательный элемент, его мощность определяет, насколько быстро будет нагреваться вода в баке.

Тэны бывают двух видов.

Виды нагревательных элементов

Трубочный нагревательный элемент. Этот вид тэнов является наиболее распространенным, сюда входят и тэны для водонагревателя с терморегулятором. Такой тэн имеет вид металлической трубки (она может иметь любую форму), внутри которой находится проводник с высоким электрическим сопротивлением (за счет него осуществляется нагрев трубки, которая в свою очередь передает тепло воде). Изоляция обеспечивается с помощью диэлектрического песка, которым заполнено пространство между стенкой металлической трубки и проводником. Основной проблемой при эксплуатации таких тэнов является накипь, из-за которой значительно уменьшается теплопередача.

Достоинствами такой конструкции являются меньшее количество потерь тепла из-за накипи и большая электробезопасность.

Сухой нагревательный элемент. Он отличается от описанного выше тем, что помещен в специальную колбу для защиты. Пространство в колбе заполняет либо кварцевый песок, либо специальное масло. Таким образом, получается, что конструкция представляет собой тэн из керамики.

Как выбрать термоэлектронагреватель (тэн)

Тен для водонагревателя с терморегулятором очень удобен для использования в быту, например, дома или на даче, для подогрева воды в различных емкостях. Терморегулятор позволит контролировать температуру, до которой нагревается вода.

При покупке тэна нужно обратить внимание на следующие моменты:

• Для чего именно предназначен водонагреватель;
• Питающее напряжение;
• Потребляемая мощность;
• Какая температура воды требуется;
• Условия теплообмена;
• Характер нагрева;
• Вид терморегулятора (обычный или с термозащитой).

Может использоваться как для отопления (в составе радиатора), так и для обеспечения жилища горячей водой. Первое, что необходимо сделать при включении его в работу - это защитить систему от возможной поломки электронагревателя, а также создать условия для его автономной работы. Популярным методом решения данной проблемы является использование терморегулятора для ТЭНа. Это небольшое устройство, именуемое также термостатом, поможет решить множество задач.

Состав водонагревательного оборудования

Самый простой водонагревательный или отопительный элемент должен состоять минимум из трех элементов - бака для воды, нагревательного элемента - ТЭНа, и терморегулятора. Трубчатый нагреватель может быть погружным и сухим. В первом случае он изготавливается из нержавеющей стали, помещается внутрь бака. Нагрев воды происходит при непосредственном соприкосновении воды с ТЭНом.

Сухие нагревательные элементы изготавливаются из керамики, располагаются за пределами водяного бака. Нагрев теплоносителя происходит за счет передачи тепловой энергии через стенку резервуара. Такие элементы легко заменить в случае их выхода из строя.

Терморегулятор для ТЭНа предназначен для контроля и поддержания заданной температуры теплоносителя, а также для аварийного отключения трубчатого электронагревателя от сети в том случае, если начинается процесс кипения (как правило, такое происходит при поломке ТЭНа).

Существует несколько видов термостатов, каждый из которых целесообразно использовать с определенным типом трубчатого электронагревательного элемента.

Основные принципы работы

Вне зависимости от конструкции и исполнения, все термостаты функционируют по одной схеме. Для работы терморегулятор должен быть встроен в бак, а также соединен с ТЭНом. Весь процесс регулирования температуры можно разделить на 4 этапа:

1. Тумблером устанавливается необходимый температурный диапазон теплоносителя.
2. Терморегулятор для ТЭНа с запрограммированным режимом измеряет степень нагрева воды и отдает команду на включение прибора.
3. При достижении температурой воды установленного верхнего предела нагрева термостат размыкает электрическую цепь и отключает ТЭН.
4. После остывания воды весь процесс повторяется.

Стоит отметить, что вне зависимости от того, какой диапазон температур вы установили, термостат отключит нагревательный элемент, если вода начнет кипеть. Это необходимо для предотвращения поломки отопительного оборудования.

Во время кипения начинается процесс интенсивного парообразования. Вместе с количеством пара растет и давление внутри бака. Как только значение давления превысит критическую отметку, бак взорвется. Терморегулятор для ТЭНа не позволяет этому свершиться, заблаговременно размыкая электрическую цепь.

Виды терморегуляторов

Принцип работы устройства всегда остается одним и тем же. От типа термостата зависит лишь принцип определения температуры теплоносителя. Согласно этому, все терморегуляторы принято делить на стержневые, капиллярные и электронные.

Стержневые приборы, как ясно из названия, имеют форму стержня длиной от 25 до 50 см. Принцип определения температуры основан на разнице коэффициента удельного теплового расширения двух металлов. Стержневой терморегулятор устанавливается снаружи водяного бака в специальную трубку.

Капиллярный терморегулятор ТЭНа для нагрева воды представляет собой полую трубку, внутри которой «заточена» специальная жидкость. С повышением температуры она расширяется, начинает давить на стенки и воздействовать на мембрану, которая размыкает цепь. При остывании происходит обратный процесс.

Работа электронных термостатов основана на способности материалов менять свое омическое сопротивление вместе с изменением температуры. В результате в устройстве увеличивается или понижается напряжение, что регистрируют специальные датчики и отключают либо включают ТЭН. Электронные приборы являются самыми сложными и дорогими, но в то же время самыми точными.

ТЭНы со встроенными терморегуляторами

Нагревательный элемент отдельно от термостата на практике используется редко. Как правило, такое решение зарекомендовало себя только в водонагревательных котлах. с терморегулятором имеют гораздо большее распространение.

В таких «комбинированных» приборах термостат располагается в отдельной трубке, и его легко заменить при поломке. При выборе устройств этой категории необходимо обратить внимание на следующие моменты:

1. Материал изготовления корпуса. Он может быть представлен «нержавейкой» (самые дешевые и распространенные устройства), а также медью. Медные приборы служат дольше, но и стоят на порядок дороже.
2. Мощность. Для домашней электросети выбирать приборы мощнее 2,5 кВт опасно - возникает риск перегрузки и короткого замыкания. При использовании более мощных ТЭНов проложите отдельный силовой кабель.

Выбирая для батареи не стоит акцентировать внимание на дорогостоящих моделях. Практика показывает, что долговечность приборов не зависит от цены. Срок службы определяется жесткостью воды, нагрузками и стабильностью электросети.

Сферы применения ТЭНов с термостатом

Сфера применения ТЭНа со встроенным терморегулятором довольно узкая, ввиду высокого энергопотребления и короткого срока службы. Наибольшее распространение они получили в водонагревательном оборудовании. Такой «водяной бак» устанавливается в душевой или на кухне и служит основным или резервным источником горячей воды.

Очень редко трубчатые электронагреватели используются для отопления помещений. В таком случае элемент через специальный штуцер устанавливается непосредственно в радиатор. Главные преимущества монтажа ТЭНа с терморегулятором в батарею отопления заключаются в скорости. С помощью такого нехитрого решения можно очень быстро обеспечить дом резервным источником тепла.

Особенности ТЭНов для чугунных батарей

Трубчатые электронагреватели для обычных и чугунных радиаторов практически ничем не отличаются. Исключение составляет лишь материал заглушки - он должен быть из чугуна или столь же термостойкого материала.

Кроме того, отличаться может и форма наружной части корпуса, где установлен термостат. При этом длина нагревательного элемента должна быть на 5-10 см короче длины радиатора. Иначе циркуляции воды и ее нагрева не добиться. Поэтому перед покупкой убедитесь, что ТЭН с терморегулятором для чугунных батарей предназначен.

Терморегуляторы на рынке

Терморегуляторы для ТЭНа можно назвать расходным материалом. Именно поэтому он нередко идет отдельно от нагревательного элемента. Для его замены необходимо лишь подобрать аналогичный прибор на рынке. Для этого выясните:

1. Размеры, тип и способ закрепления в резервуаре вышедшего из строя прибора.
2. Максимальную силу тока, с которой должен будет справляться новый термостат.

Оптимальным вариантом будет покупка того же устройства, что и пришло в негодность. Сделать это можно, обратившись в магазин с неисправным терморегулятором. В большинстве случаев продавцы сами подберут для вас необходимый аппарат.