Регулятор температуры для котла отопления своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 07.09.2024

Конструкция котла предусматривает наличие нескольких элементов управления, которые контролируют температуру теплоносителя на выходе. Терморегулятор – это устройство, реагирующее на изменения температурного режима. Часто в старых или бюджетных моделях отопительных котлов устанавливают примитивные виды этого элемента. Они способны только активировать или деактивировать функцию нагрева. Потому для того, чтобы оптимизировать работу системы, домовладельцы задумываются над тем, как сделать регулятор температуры для котла своими руками.

Виды регулятора температуры для котла отопления

По стандарту в котлоагрегатах любого типа устанавливают простой терморегулятор, задача которого состоит в отслеживании температуры теплоносителя в отопительном контуре. Оптимальный температурный режим владелец дома или квартиры задает по своему усмотрению, после чего в работу включается термоэлемент. Он активирует газовую горелку или ТЭН, что приводит к нагреву теплоносителя.

Современные и дорогие модели отопительных котлов производители дополняют выносными регуляторами температуры. Их функционал расширен, потому они способны:

активировать отопительную систему в соответствии с данными погодозависимого сенсора, размещенного на улице. То есть, если температура опускается ниже определенных показателей, регулятор это улавливает и включает котел в доме или квартире;
постоянный контроль за температурой теплоносителя в отопительном контуре;
выносной комнатный регулятор температуры газового котла позволяет управлять агрегатом с любой точки дома;
есть возможность измерения температуры в любой комнате с помощью выносного датчика.

Погодозависимый регулятор температуры – идеальный вариант, но в то же время он самый дорогостоящий. К тому же, могут возникнуть сложности с его монтажом и регулировкой. Но погодозависимый датчик позволяет более эффективно управлять котлом и системой отопления, т. к. реагирует на изменения погоды за окном. Потому в комнатах всегда будет оптимальный микроклимат.

Если установить регулятор температуры на удалении от котлоагрегата, то он автоматически трансформируется во внешний управляющий модуль. Его основная функция заключается в сканировании показаний термоэлемента, и дистанционном включении отопления, если показатели будут ниже заданных домовладельцем.

Терморегуляторы также различаются по принципу работы. Виды приведены ниже в таблице.

Собрать сложный, высокоточный программируемый регулятор температуры под силу не каждому. Потому стоит начать с простых схем. К тому же, комплектующие для них стоят не дорого.

Схема изготовления регулятора температуры для котла отопления

Прежде чем приступать к работе, нужно собрать все необходимое. И первая в этом списке – схема будущего терморегулятора. От нее нужно отталкиваться при подборе комплектующих и нужных деталей. Стандартный набор будет выглядеть так:

Пошаговая инструкция

Если человек имеет только базовые знания в области электроники и работы с электротехникой, то при сборке регулятора для котла ему лучше опираться на вариант с стабилитроном. Это полупроводниковый диод, способный пропускать электрический ток в одну сторону.

Необходимые детали для сборки терморегулятора своими руками по схеме:

основа – стабилитрон TL431;
блок питания (достаточно 12 В);
терморезистор – 22 Ом;
2 сопротивления на 100 Ом и 10 кОм;
герконовое реле (РЭС-47);
провода для соединения деталей;
колодки;
печатная плата;
корпус;
паяльник.

Инструкция по сборке:

Есть 2 варианта размещения собранного терморегулятора – рядом с котлом или в комнате дома. Если устройство выглядит не очень презентабельно – лучше его спрятать поближе к котлоагрегату.

Достоинства и недостатки

У регулятора, который изготовлен своими руками, есть как положительные, так и отрицательные качества. Для удобства оценки все они приведены в таблице ниже.

Регулятор температуры для котла – это небольшое, но функциональное устройство, которое позволит сэкономить на отоплении, а также поможет создать и поддерживать микроклимат в доме. Собрать его можно и самостоятельно, если есть базовые навыки работы с электроникой. Схемы устройств есть в свободном доступе.

Среди многочисленного ассортимента полезных приборов, которые приносят в нашу жизнь комфорт, есть большое количество тех, которые можно сделать своими руками. К этому числу можно отнеси и терморегулятор, который включает или отключает нагревательные и холодильные оборудования в соответствии с определенной температурой, на которую он установлен. Такое устройство отлично подойдет на период холодной погоды, например для подвала, где нужно хранить овощи. Так как же сделать терморегулятор своими руками, и какие детали для этого понадобятся?

Терморегулятор своими руками: схема

Про конструкцию термостата можно сказать, что она не особа сложна, именно по этой причине большинство радиолюбителей начинают свое обучение именно с этого прибора, а так же именно на нем оттачивают свои навыки и мастерство. Схем прибора можно найти очень большое количество, но самой распространенной является схема с применением, так называемого компаратора.

Данный элемент имеет несколько входов и выходов:

Один вход отвечает подачу эталонного напряжения, которое отвечает необходимой температуре;
Второй получает напряжения от датчика температуры.

Сам компаратор принимает все поступающие показания и сравнивает их. В случае если будет генерировать сигнал на выходе, то он включит реле, которое подаст ток на обогревательный или холодильный аппарат.

Какие детали понадобятся: терморегулятор своими руками

Для датчика температуры чаще всего используют терморезистор, это элемент который регулирует электрическое сопротивление в зависимости от температурного показателя.

Так же часто применяют полупроводниковые детали:

На их характеристики температура должна оказывать такое же влияние. То есть при нагреве должен увеличиваться ток транзистора и при этом он должен престать работать, не смотря на входящий сигнал. Нужно учесть, что такие детали обладаю большим недостатком. Слишком сложно провести калибровку, говоря точнее, будет трудно привязать эти детали к некоторым датчикам температуры.

Однако на данный момент промышленность не стоит на месте, и вы можете увидеть приборы из серии 300, это LM335, которым все чаще рекомендуют воспользоваться специалисты и LM358n. Не смотря на очень низкую стоимость, данная деталь занимает первую позицию в маркировках и ориентируется на сочетание с бытовой техникой. Стоит упомянуть, что модификации этой детали LM 235и 135 успешно применяются в военных сферах и промышленности. Включая в свою конструкцию около 16 транзисторов, датчик способен работать в качестве стабилизатора, а его напряжение будет полностью зависеть от температурного показателя.

Зависимость заключается в следующем:

На каждый градус будет приходиться около 0, 01 В, если ориентироваться на Цельсий, то на показатель 273 результат на выходе составит 2, 73В.
Диапазон работы ограничивается в показателе от -40 до +100 градусов. Благодаря таким показателям, пользователь полностью избавляется от регулирований методом проб и ошибок, а требуемая температура будет в любом случае обеспечена.

Так же кроме датчика температур вам потребуется компаратор, лучше всего приобрести LM 311, который выпускает тот же производитель, потенциометр для того чтобы сформировать эталонное напряжение и выходную установку чтобы включать реле. Не забудьте приобрести блок питания и специальные индикаторы.

Регулятор температуры своими руками: питание и нагрузка

Что касается подключения LM 335 то оно должно быть последовательным. Все сопротивления необходимо подобрать так, чтобы общая величина тока, который проходит через термодатчик соответствовала показателям от 0,45 мА до 5 мА. Превышения отметки допускать нельзя, так как датчик будет перегреваться, и показывать искаженные данные.

Запитка терморегулятора может происходить несколькими способами:

С помощью блока питания с ориентировкой на 12 В;
С помощью любого другого устройства, питание которого не превышает вышеуказанный показатель, но при этом ток, протекающий через катушку не должен превышать 100 мА.

Еще раз напомним о том, что показатель тока в цепи датчика не должен превышать 5 мА, по этой причине придется использовать транзистор с большой мощностью. Лучше всего подойдет КТ 814. Конечно, если вы хотите избежать применения транзистора, можно использовать реле с меньшим уровнем тока. Он сможет работать от напряжения в 220 В.

Автоматическая регулировка тепла в помещении

Для чего это нужно

Одинокий дом зимой

Автономное отопление электричеством с использованием ЭОУ

Для небольших помещений, например, одна комната дежурного на насосной станции, достаточно масляного радиатора отопления – его хватит для самой суровой зимы, но для большей площади уже потребуется отопительный котёл и система радиаторов. Чтобы сохранить нужную температуру в котле, предлагаем вашему вниманию самодельное регулирующее устройство.

Температурный датчик

В этой конструкции не нужны терморезисторы или различные датчики типа ТСМ, здесь вместо них задействован биполярный обыкновенный транзистор. Как и всех полупроводниковых приборов, его работа в большой степени зависит от окружающей среды, точнее, от её температуры. С повышением температуры ток коллектора возрастает, а это негативно сказывается на работе усилительного каскада – рабочая точка смещается вплоть до искажения сигнала и транзистор попросту не реагирует на входной сигнал, то есть, перестает работать.

Такая зависимость полупроводниковых приборов позволяет использовать их в качестве температурных датчиков. На таком отрицательном каскадном свойстве с фиксированным базовым током и основана вся схема работы терморегулятора (схема на фото вверху).
Температурный датчик смонтирован на транзисторе VT1 типа КТ835Б, нагрузка каскада – резистор R1, а режим работы по постоянному току транзистора задают резисторы R2 и R3. Чтобы напряжение на транзисторном эмиттере при комнатной температуре было 6,8В, фиксированное смещение задаётся резистором R3.

Совет. По этой причине на схеме R 3 помечен знаком * и особой точности здесь добиваться не следует, только бы не было больших перепадов. Эти измерения можно провести относительно транзисторного коллектора, соединённым источником питания с общим приводом.

Транзистор p-n-p КТ835Б подобран специально, его коллектор соединяется с металлической корпусной пластинкой, имеющей отверстие для крепления полупроводника на радиатор. Именно за это отверстие прибор крепится к пластине, к которой ещё прикреплён подводной провод.
Собранный датчик крепиться к трубе отопления при помощи металлических хомутов, и конструкцию не нужно изолировать какой—либо прокладкой от трубы отопления. Дело в том, что коллектор соединён одним проводом с источником питания – это значительно упрощает весь датчик и делает контакт лучше.

Компаратор

Принципиальная схема компаратора

Компаратор, смонтированный на операционный усилитель ОР1 типа К140УД608, задаёт температуру. На инвертируемый вход R5 подаётся напряжение с эмиттера VT1, а через R6 – на неинвертируемый вход поступает напряжение с движка R7.
Такое напряжение определяет температуру для отключения нагрузки. Верхний и нижний диапазон для установки порога на срабатывание компаратора задаются при помощи R8 и R9. Нужный постерезис срабатывания компаратора обеспечивает R4.

Управление нагрузкой

Малогабаритное реле (16A)

На VT2 и Rel1 сделано устройство управления нагрузкой и индикатор режима работы терморегулятора находится здесь же – красный цвет при нагреве, а зелёный – достижение необходимой температуры. Параллельно обмотке Rel1 включен диод VD1 для защиты VT2 от напряжения, вызванного самоиндукцией на катушке Rel1 при отключении.

Совет. На рисунке выше видно, что допустимая коммутация тока реле 16A, значит, допускает управление нагрузкой до 3кВт. Используйте прибор для мощности 2-2,5кВт, чтобы облегчить нагрузку.

Блок питания

Блок питания для терморегулятора

Произвольная инструкция позволяет для настоящего терморегулятора в виду его небольшой мощности задействовать в качестве блока питания дешёвый китайский адаптер. Также можно самому собрать выпрямитель на 12В, с током потребления схемы не более 200мА. Для этой цели сгодится трансформатор мощностью до 5Вт и выходом от 15 до 17В.
Диодный мостик сделан на диодах 1N4007, а стабилизатор на напряжения на интегральном типа 7812. В виду небольшой мощности устанавливать стабилизатор на батарею не требуется.

Наладка терморегулятора

Настольная лампа с абажуром из металла

Для проверки датчика можно использовать самую обыкновенную настольную лампу с абажуром из металла. Как было отмечено выше, комнатная температура позволяет выдерживать напряжение на эмиттере VT1 около 6,8В, но если повысить её до 90?C, то напряжение упадёт до 5,99В. Для замеров можно использовать обычный китайский мультиметр с термопарой типа DT838.
Компаратор работает следующим образом: если напряжение термодатчика на инвертирующем входе выше напряжения на неинвертирущем, то на выходе оно будет равнозначным с напряжением источника питания – это будет логическая единица. Поэтому VT2 открывается и реле включается, перемещая релейные контакты в режим нагрева.
Температурный датчик VT1 греется по мере нагревания отопительного контура и с повышением температуры понижается напряжение на эмиттере. В тот момент, когда оно опускается немного ниже напряжения, которое задано на движке R7, получается логический ноль, что приводит к запиранию транзистора и отключению реле.
В это время напряжение на котёл не поступает и система начинает остывать, что также влечёт за собой остывание датчика VT1. Значит, напряжение на эмиттере повышается и как только оно переходит границу, установленную R7, реле запускается заново. Такой процесс будет повторяться постоянно.
Как вы понимаете, цена такого устройства невысока, зато позволяет выдерживать нужную температуру при любых погодных условиях. Это очень удобно в тех случаях, когда в помещении нет постоянных жителей, следящих за температурным режимом, или когда люди постоянно сменяют друг друга и к тому же заняты работой.

Самодельный терморегулятор: пошаговая инструкция

Если вы приобрели все необходимые составляющие для сборки, осталось рассмотреть подробную инструкцию. Рассматривать будем на примере датчика температуры рассчитанного на 12В.

Самодельный регулятор температуры собирается по следующему принципу:

Вот и все. В этих небольших действиях и заключается вся работа по созданию терморегулятора своими руками. Возможно, самому без определенных навыков сделать его сразу и не получится, однако с опорой на фото и видео инструкции вы сможете испытать все свои умения.

Благодаря простой конструкции, самостоятельно созданный термоконтроллер может быть использован где угодно.

Например:

Для теплого пола;
Для погреба;
Котла отопления;
Может заняться регулировкой температуры воздуха;
Для духовки;
Для аквариума, где будет контролировать температурный показатель воды;
Для того чтобы контролировать температурное значение насоса электрокотла (его включения и отключение);
И даже для автомобиля.

Не обязательно использовать цифровой, электронный или механический покупной термовыключатель. Купив недорогое термореле, сделать регулировку мощности на симисторе и термопаре и ваш самодельный аппарат будет работать не хуже покупного.

Точный термометр

Применение в качестве датчиков полупроводниковых диодов и транзисторов характеризуется сложностью калибровки показаний, что в итоге приводит к погрешности результата измерений. Поэтому для получения точного результата в качестве измерителя применяется бифилярно намотанная катушка из тонкого проводника, размещённая в цилиндре, имеющем размеры порядка 4x20 мм.

Основой конструкции является микросхема ICL707 и светящийся индикатор. Питание можно подавать от любого источника с выходной амплитудой 12 В. На DA3 собран нормирующий преобразователь, изменяющий своё выходное напряжение в зависимости от сигнала, поступаемого с датчика.

Настройка заключается в выставлении на 36 ноге микросхемы напряжения, равного одному вольту. Делается это с помощью резисторов R3 и R4. Вместо датчика подключают резистор на 100 Ом. Изменением сопротивления R14 устанавливают нули на цифровом индикаторе. После чего устройство готово к измерениям.

Соблюдение температурного режима является очень важным технологическим условием не только на производстве, но и в повседневной жизни. Имея столь большое значение, этот параметр должен чем-то регулироваться и контролироваться. Производят огромное количество таких приборов, имеющих множество особенностей и параметров. Но сделать терморегулятор своими руками порой куда выгоднее, нежели покупать готовый заводской аналог.

Виды регулятора температуры для котла отопления

активировать отопительную систему в соответствии с данными погодозависимого сенсора, размещенного на улице. То есть, если температура опускается ниже определенных показателей, регулятор это улавливает и включает котел в доме или квартире;
постоянный контроль за температурой теплоносителя в отопительном контуре;
выносной комнатный регулятор температуры газового котла позволяет управлять агрегатом с любой точки дома;
есть возможность измерения температуры в любой комнате с помощью выносного датчика.

Терморегуляторы также различаются по принципу работы. Виды приведены ниже в таблице.

Регулятор температуры для котла отопления своими руками

Дорогие котлоагрегаты обычно оснащены качественными регуляторами температуры, потому нареканий со стороны владельцев не вызывают. Но не все могут позволить себе приобрести недешевое отопительное оборудование. Потому те, кто хоть немного разбирается в электронике и электротехнике, может самостоятельно сделать устройство, которое будет не хуже заводских дорогих терморегуляторов.

Схема изготовления регулятора температуры для котла отопления

Пошаговая инструкция

Необходимые детали для сборки терморегулятора своими руками по схеме:

основа – стабилитрон TL431;
блок питания (достаточно 12 В);
терморезистор – 22 Ом;
2 сопротивления на 100 Ом и 10 кОм;
герконовое реле (РЭС-47);
провода для соединения деталей;
колодки;
печатная плата;
корпус;
паяльник.

Инструкция по сборке:

Сравнивают размеры печатной платы и корпуса. При необходимости подгоняют ее по размеру. Инструментом создают несколько отверстий для крепления и также формируют токоведущие дорожки. После закрепляют колодки.
Изучают схему. В соответствии с ней на плате размещают все основные компоненты будущего терморегулятора для котла. Фиксируют их с помощью паяльника.
Соединяют линии термосопротивления, питания и управления.
Заключительный этап – проверка работоспособности устройства прибором. Здесь важно, чтобы силовое реле срабатывало при измерении сопротивления подстроечного резистора.

Достоинства и недостатки

Доводилось ли вам своими руками собирать такой важный компонент отопительной системы? Получилось с первого раза? Напишите в комментариях. Сохраните статью в закладках и поделитесь ею в социальных сетях.

Представляю электронную разработку — самодельный терморегулятор для электрического отопления. Температура для системы отопления, устанавливается автоматически исходя из изменения уличной температуры. Терморегулятору не нужно в ручную, вносить и менять показания для поддержания температуры в отопительной системе.

В теплосети, есть подобные приборы. Для них четко прописаны соотношение средне суточной температур и диаметра стояка отопления. На основании этих данных, задается температура для системы отопления. Данную таблицу теплосети взял за основу. Конечно, некоторые факторы мне неизвестны, здание может оказаться к примеру, не утепленным. Теплопотери такого здания будут большими, нагрева может оказаться недостаточным для нормального отопления помещений. В терморегуляторе есть возможность вносить корректировки для табличных данных. (дополнительно можно прочитать материале по этой ссылке).

Я планировал показать видео в работе терморегулятора, с эклектическим котлом (25Кв), подключенным в систему отопления. Но как оказалось, здание, для которого все это делалось, долгое время было не жилое, при проверке, отопительная система практически вся пришла в негодность. Когда все восстановят, не известно, возможно это будет и не в этом году. Так как в реальных условиях я не могу настраивать терморегулятор и наблюдать динамику изменяя температурных процессов, как в отоплении, так и на улице, то я пошел другим путем. Для этих целей соорудил макет отопительной системы.

Роль электрокотла, выполняет стеклянная пол литровая банка, роль нагревательного элемента для воды- пятьсот ватный кипятильник. Но при таком объема воды, данной мощности было в избытке. Поэтому кипятильник подключил через диод, понизив мощность нагревателя.

Соединенные последовательно, два алюминиевых проточных радиатора, выполняют отбор тепла из отопительной системы, образуя подобие батареи. При помощи кулера создаю динамику остывания отопительной системы, так как программа в терморегуляторе отслеживает скорость нарастание и спад температуры в отопительной системе. На обратке, расположен цифровой датчик температуры T1, на основании показаний которого поддерживается заданная температура в отопительной системе.

Чтобы система отопления начала работать, нужно чтобы датчик T2 (уличный) зафиксировал понижение температуры, ниже +10С. Для имитации изменения уличной температуры, сконструировал мини холодильник на элементе пельтье.

Описывать работу всей самодельной установки нет смысла, все заснял на видео.

Некоторые моменты о сборке электронного устройства:

Электроника терморегулятора, размещается на двух печатных платах, для просмотра и распечатки понадобится программа SprintLaut, не ниже версии 6.0. Терморегулятор для отопления крепится на дин рейку, благодаря корпусу серии Z101, но нечто не мешает расположить всю электронику в другой корпус подходящий по размерам, главное чтобы вас устраивало. В корпусе Z101 не предусмотрено окно для индикатора, так что придется самостоятельно разметить и вырезать. Номиналы радиодеталей указаны на схеме, кроме клеммников. Для подключения проводов я применил клеммники серии WJ950-9.5-02P (9шт.) но их можно заменить на другие, при выборе учитывайте чтобы шаг между ножками совпадал, также высота клеммника не мешала закрываться корпусу. В терморегуляторе применяется микроконтроллер, который нужно запрограммировать, конечно, прошивку я также предоставляю в свободном доступе (возможно в процессе работы придется дорабатывать). Прошивая микроконтроллер, установите работу внутреннего тактового генератора микроконтроллера на 8Мгц.

Регулятор температуры для котла своими руками: инструкция по изготовлению

Читайте также: