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.
2016-12-14 Евгений Фоменко
Способ починки терморегулятора
Первым этапом ремонта является отключение водонагревателя от электрической сети, затем сливание воды, извлечение ТЭНа из водонагревателя. Из ТЭНа извлеките термостат, осторожно вытягивая его. Высверлите медные заклепки, скрепляющие корпус, отсоедините корпус от штока, это надо делать аккуратно, дабы нечего не повредить.
Есть два метода зачистки биметаллических пластин: если загрязнение (окисление) не очень сильное, попробуйте зачистить при помощи смоченной в спирту ткани, просунув кусочек между пластинами и протерев, если же такая чистка не дала результата, зачистите пластины наждачной бумагой самой мелкой зернистости. Лучше даже, если она будет уже использованная, чтобы не нарушить контакты.
Возможно, произошло прилипание размыкающего контакта (качельки) к корпусу. Для устранения этой проблемы разъедините контакты, зачистите это место. Размыкающий контакт должен возвращаться в верхнее положение автоматически.
Если этого не происходит, достаньте «качельку» из устройства, зачистите при помощи мелкоабразивной наждачной бумаги, произведите чистку места, где она установлена (возможно там произошло залипание расплавленного пластика), установите её на прежнее место. Если «качелька» всё же не возвращается на прежнее место, приклейте под нее кусок изолирующей ленты, подобрав такую толщину, чтобы происходило возвращение контактной пластины в верхнее положение.
Вставьте обратно шток, закрутите при помощи саморезов корпус, вставьте обратно в ТЭН.
Кроме вышеописанных, существуют следующие возможные неисправности термостата, которые устраняются только путем его замены:
- Произошел износ медной трубки.
- Неисправность электроники .
- Неисправность, возникшая в следствие перепадов напряжения .
Если вы обнаружили, что ваш прибор перестал работать, существуют способы проверки неисправности своими руками. Для проверки работы терморегулятора для водонагревателя потребуется снять термостат и установить его в режиме изменения сопротивления. Устанавливаем максимально возможную температуру, производим замер сопротивления в контактах входа и выхода прибора.
В случае, когда прибор показывает бесконечное сопротивление, можно смело делать вывод о его неисправности. А если сопротивление есть, тогда переведите регулятор на самое маленькое значение и еще раз подсоедините тестер на контакты. Далее, при помощи зажигалки или свечки производим нагрев трубки устройства, если прибор исправен, сработает реле, которое замыкает цепь, показатель сопротивления вырастет. Если это не случилось, прибор неисправен.
Если не удалось починить термостат, для того, чтобы подобрать подходящее устройство, следует придерживаться следующих рекомендаций. Самым правильным решением будет приобретение такого же устройства, того же производителя.
Однако, если вы его не нашли, при выборе обращайте внимание на его размеры, способ крепления к водонагревателю, количество выполняемых функций (только регулировка температуры, либо еще и защитная), напряжение, на которое рассчитан. Идя за покупкой нового, не забудьте взять технический паспорт на бойлер, или вышедший из строя прибор.
Видео об устройстве терморегулятора:
Электроводонагреватель накопительный состоит из следующих элементов:
- бак или корпус;
- теплоизоляция из полиуретана;
- внутренний бак – емкость, контактирующая с водой, покрытая стеклофарфором, эмалью или нержавеющей сталью;
- магниевый анод, защищающий от коррозии;
- нагревательные элементы (ТЭН);
- термостат для регулировки температуры;
- предохранительный клапан для сброса избыточного давления в баке.
Термостат, как и ТЭН, – важные составляющие электрических водонагревателей. ТЭН нагревает воду, а термостат отвечает за поддержание, регулировку и нагрев воды до необходимой температуры. Кроме того, он еще и отвечает за безопасность прибора, поскольку отключает ТЭН, когда температура воды становится критической и начинает образовываться пар.
Виды термостатов (терморегуляторов) и принцип работы
Обычно в водонагревателях используются следующие виды терморегуляторов:
- стержневой (биметаллический);
- капиллярный;
- электронный.
Принцип работы капиллярного термостата – пневматический. Давление внутри колбы с газом, в которую заключен терморегулятор, изменяется в зависимости от температуры. Изменение давления передается на электрические контакты через пневмореле по капилляру.
Электронный термостат безопасности и регулировочный – это более дорогой терморегулятор для водонагревателя. Температура воды в бойлере обратно пропорциональна сопротивлению электронного датчика. Именно по такому принципу производится контроль и регулировка температуры водонагревателя.
Коротко принцип работы любого термостата можно сформулировать так:
- Выставляется необходимый уровень температуры (рычаг, кнопка, переключатель).
- Терморегулятор измеряет температуру воды и включает нагрев (ТЭН), если это необходимо.
- После того, как нужное значение температуры достигнуто, термостат разрывает цепь и выключает ТЭН.
- Как только вода остывает, снова срабатывает терморегулятор для водонагревателя, цепь замыкается и идет нагрев воды.
Погружной нагревательный элемент – ТЭН
Такие элементы представляют собой тонкую трубку из меди или стали с металлическим проводом высокого сопротивления и окисью магния внутри для электроизоляции. Монтируется в том же фланце, где и терморегулятор для водонагревателя, и анод (магниевый). Элементы погружного типа надежно защищены от попадания воды , а их рабочая температура достигает 300-400 градусов. Различают ТЭНы по форме, мощности, размеру. Подключение элементов осуществляют к одной или трем фазам.
Достоинства погружных элементов:
- оптимальное сочетание цены и качества;
- высокие эффективность и надежность.
Конструкция элемента схожа с погружным типом, с одной лишь разницей, что корпус такого ТЭНа выполнен из тугоплавких керамических трубок. Монтируются керамические ТЭНы в эмалированном корпусе с термостатом и анодом.
Плюсы таких элементов:
- быстрая и удобная замена элементов в случае поломки, не требующая слива воды;
- эмалированное покрытие корпуса полностью защищает от коррозии;
- стойкость к образованию накипи, поскольку большая площадь элементов не дает им перегреваться.
Одна из самый важных частей для водонагревателя – это термостат. Именно термостат для водонагревателя поддерживает постоянную температуру воды, защищает от перегрева, при необходимости совершает операции по отключению и включению водонагревателя. Именно термостат предоставляет возможность устанавливать температурные, и поддерживать автоматические режимы.
Основные принципы работы термостата
Каждый термостат для водонагревателя работает по одному и тому же принципу, вне зависимости от завода-изготовителя. Терморегулятор оснащен винтовой конструкцией , на которой устанавливается необходимая пользователю температура. После закрутки клапана отсекания в водонагреватель начинает поступать холодная и горячая, после начинают работать процессы регулировки.
Для получения нужной температуры в водонагревателе преимуществом владеет горячая вода. Она поступает до тех пор, пока не достигнет заданных параметров, только при этом условии начинается смешивание с холодной. В зависимости от вида водонагревателя – проточного или накопительного, выбирается мощность тэна. Чаще всего, именно в проточных нагревателях он имеет большую мощность.
Как правильно подобрать термостат
При выборе нагревателя или дополнительной установки термостата, следует помнить, что на нагревательный бак и на сам термостат даются разные гарантийные условия. Это связано с тем, что многие умелые владельцы водонагревателя, при разного вида поломках берутся за самостоятельный ремонт. Наиболее частые поломки термостата:
- медная капиллярная трубка очень чувствительна к механическим повреждениям; после того, как она вышла из строя, ее невозможно отремонтировать, следует только заменить на новую;
- плохое сцепление электрических разъемов термостата и тэна;
- недостаточное количество горячей воды относительно общей мощности водонагревателя может быть обусловлено неправильной регулировкой тэна ;
- слишком горячая вода говорит о выходе из строя регулирующей конструкции термостата;
- если образовалась накипь и ее количество превышает допустимую норму, термостат будет очень часто включаться и выключаться;
- выход из строя электрических составляющих водонагревателя чаще всего обусловлен постоянными перепадами напряжения в сети; для обеспечения безопасности работы необходимо установить источник бесперебойного питания или стабилизатор напряжения.
При необходимости заменить термостат для водонагревателя нужно знать, какие виды существуют:
- Термостат стержневой – состоит из стального стержня, который предназначен для помещения в трубку тэна. В зависимости от мощности и объема водонагревателя, определяется длина стержневого термостата. Она колеблется от 25 до 45 сантиметров.
- Термостат, который состоит полиэстерового корпуса. В него встроено переключающее устройство (термический регулятор). Такое устройство называется капиллярным. Принцип его работы устроен на основе объема расширительной жидкости в капиллярной трубке. Расширительная жидкость действует на установленную в термостате мембрану и переключает электроконтакт.
- Электронные термостаты бывают двух видов: регулировочный и термостат безопасности. Их работа устроена так же, как и работа предохранителей, которые имеют определенное сопротивление.
Термостат для водонагревателя – это именно та деталь, которая является основой всего функционирования бойлера. При правильно подобранных технических характеристиках и выполнении всех условий эксплуатации водонагреватель прослужит долгое время без чисток и поломок.
Термостат для водонагревателя играет такую же важную роль, как и предохранитель в любой электрической сети. Пользователь задает необходимую температуру воды в водонагревателе, а термостат ее поддерживает. То есть позволяет нагревательному элементу работать до тех пор, пока температура воды не достигнет заданной величины.
Так выглядит устройство для регулировки температуры нагрева воды и для аварийного отключения
Потом нагревательный элемент прекращает свою работу. Температура воды понижается (принудительно или естественным путем) и термостат вновь дает сигнал нагревательному элементу приступить к своим прямым обязанностям.
Отдельные, специально разработанные, виды термостатов имеют дополнительную функцию – отключать подачу электропитания к отопительному элементу в случае поломки последнего. Это позволяет избежать возможности поражения электричеством, что часто бывает при незаземленных бойлерах.
Виды термостатов
На сегодняшний день разработано множество видов термостатов, но если говорить о приборах именно для бойлеров, то наиболее успешными являются три:
- Стержневой. Такой термостат представлен трубкой небольшого диаметра (обычно до 10 мм) и небольшой длины (не больше 35 см). Принцип работы построен на элементарных законах физики: нагреваясь, трубка расширяется линейно, что позволяет надавить на выключатель. Такие термостаты долгое время были самыми распространенными в бойлерах. Однако их точность оставляла желать лучшего – при выходе из водонагревателя горячей воды. поступающая холодная вода мгновенно охлаждала термостат из-за близкого расположения последнего к подводу холодной воды. Таким образом, бойлера могли работать сверх положенного времени, а это существенно сказывалось на финансовых затратах.
- Капиллярный. Более прогрессивный вид термостатов, также работающий по законам физики. Трубка, в которой находится термочувствительный баллон с жидкостью, обычно выполнена из материала, не поддающемуся окислению в течении длительного времени. Внутри баллона находится жидкость, имеющая отличающуюся плотность от воды. При нагревании плотность жидкости меняется, соответственно меняется объем, и жидкость давит на специальную мембрану, которая отключает питание. Такие термостаты более точные, если сравнивать их со стержневыми. Отклонение в температуре составляет примерно 3°С.
- Электронный. Более современный тип и, соответственно, более точный. Обычно работает в тандеме с защитным реле – если бойлер будет пуст при поступлении напряжения к нагревательному элементу, то сработает защита, которая отключит питание.
По иной классификации все термостаты можно поделить на:
- Электромеханические и электронные. Первый тип работает из-за биметаллических элементов, второй – благодаря электронным специальным датчикам.
- Простые и программируемые. При первом типе температура задается вручную механическим путем. Второй тип более точен в своей работе.
- Накладные и врезные. Для бойлеров чаще всего применяют накладной тип, если управление электронное, и врезные, если управление механическое.
Еще один интересный вариант – термостаты, которые предназначенные для бойлеров косвенного нагрева. Такие бойлеры позволяют нагревать воду используя только питание для отопительного прибора, а значит налицо существенная экономия. Но циркулирующая в отопительной системе жидкость не может нагреваться выше заданной отметки, тогда как для бойлера потребителю может понадобиться иная температура (а чаще всего так и бывает). В таком случае следует купить специально для этого разработанный термостат.
Внимательно изучив статьи по самостоятельному изготовлению, можно попробовать выполнить термостат своими силами.
Неисправности и их способы устранения
Термостат для водонагревателя может выйти из строя. К сожалению, такие явления не редкость, но и ничего смертельного здесь нет. Во-первых, ремонт, как правило, отсутствует – термостат, отработавший верой и правдой, выбрасывают и покупают новый. Купить такой же или с другим сопротивлением – выбор за потребителем. Во-вторых, при правильной эксплуатации водонагревателя поломки термостата можно избежать или, на крайний случай, существенно продлить ему жизнь.
Как потребитель замечает поломку термостата? Как правило, это самый распространенный способ – вода не нагревается в бойлере. В таком случае может иметь место либо неисправность нагревательного элемента, либо неисправность самого термостата, либо (что реже) неисправность обеих элементов. Для проверки последнего следует измерять его сопротивление.
Если при проверки картина на дисплее тестового прибора не поменялась – нужно купить новый термостат. Это не такие большие деньги, так что горевать незачем. Возможен еще один вариант испытания термостата: измерение сопротивления при нагреве самого термостата. Если и тогда тестовый прибор не покажет изменений – все, теперь точно в магазин.
Как выбрать
Обычно неисправный термостат можно заменить на аналогичный по форме и принципу срабатывания. Однако, если есть возможность купить и установить другой термостат и в этом есть острая нужда, то почему бы и нет. Главное, уметь правильно выбрать нужный прибор и установить его. Хотя и здесь потребителю смогут помочь интернет или консультант в точке продажи.
Но следует не забывать: любые самостоятельные действия без наличия определенных знаний и четкого соблюдения правил по технике безопасности могут привести к очень неприятному исходу.
Казалось бы, что в бойлере важным должен быть ТЭН или объем, но, как оказалось, термостатом и его ролью нельзя пренебрегать. Задавая нужную температуру и защищая бойлер от перегрева, термостат крайне важен в работе нагревательного прибора.
Назначение термостата для водонагревателя
Термостат для водонагревателя является одним из элементов любого бойлера. Если бы не его присутствие в конструкции водонагревателя, то назвать такой прибор автоматическим было большим преувеличением.
