Cómo regular la temperatura del radiador: una descripción general de los dispositivos termostáticos modernos

Tipos de cabezales térmicos y el principio de su funcionamiento.

Los cabezales térmicos son válvulas de cierre y control.

Hay tres tipos de cabezales termostáticos:

• manual;
• mecánico;
• electrónico.

Las funciones son las mismas en todos, pero los métodos de implementación difieren. Dependiendo del último parámetro, tienen diferentes capacidades.

¿Qué son los cabezales térmicos manuales?

Por diseño, los cabezales termostáticos duplican un grifo estándar.Al girar el regulador, puede ajustar el volumen de refrigerante transportado a través de la tubería.

Al configurar el termostato solo 1° más bajo, puede ahorrar un 6% por año en su factura anual de electricidad

Se montan en lugar de válvulas de bola en lados opuestos del radiador. Son confiables y económicos, pero deberán controlarse manualmente, y girar la válvula cada vez, confiando únicamente en sus sentimientos, no es muy cómodo. Básicamente, estos cabezales térmicos se instalan en baterías de hierro fundido.

Cambiar el vástago de la válvula varias veces al día aflojará el volante de la válvula. Como resultado, el cabezal térmico fallará rápidamente.

Características de los cabezales térmicos mecánicos

Los cabezales térmicos de tipo mecánico tienen un diseño más complejo y mantienen la temperatura establecida en modo automático.

En el corazón del dispositivo hay un fuelle en forma de un pequeño cilindro flexible. En su interior se encuentra un agente de temperatura en forma líquida o gaseosa. Como regla general, tiene un alto valor del coeficiente de expansión térmica.

Tan pronto como el indicador de temperatura establecida supera la norma, bajo la influencia del ambiente interno, que ha aumentado considerablemente en volumen, la varilla comienza a moverse.

Como resultado, la sección transversal del canal de paso del cabezal térmico se estrecha. En este caso, el rendimiento de la batería disminuye y, en consecuencia, la temperatura del refrigerante a los parámetros establecidos.

A medida que se enfría el líquido o el gas del fuelle, el cilindro pierde su volumen. La varilla sube, aumentando la dosis de refrigerante que pasa por el radiador. Este último se calienta gradualmente, se restablece el equilibrio del sistema y todo comienza de nuevo.

Un resultado positivo será solo cuando haya termostatos en todas las habitaciones y en cada radiador.

Los dispositivos de fuelle llenos de líquido son más populares. Aunque los gases tienen una reacción más rápida, la tecnología para su producción es bastante complicada y la diferencia en la precisión de la medición es solo del 0,5%.

Un regulador mecánico es más cómodo de usar que uno manual. Él es totalmente responsable del microclima en la habitación. Hay muchos modelos de una válvula térmica de este tipo, que difieren entre sí en la forma en que se da la señal.

El cabezal termostático se monta orientado hacia la habitación. Esto mejorará precisión de medición de temperatura.

Si no hay condiciones para tal instalación, monte termostato con sensor remoto. Está conectado al cabezal térmico por un tubo capilar con una longitud de 2 a 3 m.

La conveniencia de utilizar un sensor remoto se debe a las siguientes circunstancias:

1. El calentador se coloca en un nicho.
2. El radiador tiene una dimensión en profundidad de 160 mm.
3. El cabezal térmico está escondido detrás de las persianas.
4. El gran ancho del alféizar de la ventana sobre el radiador, a pesar de que la distancia entre este y la parte superior de la batería es inferior a 100 mm.
5. El dispositivo de equilibrio está ubicado verticalmente.

Todas las manipulaciones con el radiador se realizarán con un enfoque en la temperatura de la habitación.

¿Cuál es la diferencia entre los cabezales térmicos electrónicos?

Dado que, además de la electrónica, dicho termostato contiene baterías (2 uds.), Es más grande que los anteriores en tamaño. El vástago aquí se mueve bajo la influencia del microprocesador.

Estos dispositivos tienen una amplia gama de funciones adicionales. Por lo tanto, pueden establecer la temperatura por hora: por la noche hará más frío en la habitación y por la mañana la temperatura aumentará.

Es posible programar indicadores de temperatura para días individuales de la semana. Sin reducir el nivel de confort, puede ahorrar significativamente en la calefacción de su hogar.

Aunque las baterías tienen suficiente carga para durar varios años, todavía necesitan ser monitoreadas. Pero la principal desventaja no es esta, sino el alto precio de los cabezales térmicos electrónicos.

La foto muestra un cabezal térmico con una versión remota del sensor. Limita la temperatura al valor configurado. Ajuste posible de 60 a 90°

Si se instala una pantalla decorativa en el radiador, el cabezal térmico será inútil. En este caso, necesitará un regulador con un sensor que registre la temperatura exterior.

Instalación de válvulas

Los controladores de temperatura se pueden instalar tanto en la tubería de entrada del radiador como en la salida; esto no afectará la eficiencia del dispositivo de ninguna manera. Sin embargo, antes de instalar el dispositivo, debe averiguar cómo funciona el termostato con la batería y estudiar una serie de parámetros que afectan la funcionalidad y el rendimiento del dispositivo.

En particular, durante la instalación, debe pensar a qué altura se ubicará el dispositivo; este parámetro es una de las características principales de los termostatos. Todos los dispositivos de este tipo se configuran en la fábrica, y este proceso se lleva a cabo con la expectativa de que el termostato se conecte al colector superior del radiador, y esta es una altura de aproximadamente 60-80 cm sobre el piso.

Por supuesto, esta opción no se puede utilizar si los radiadores se instalaron utilizando el método de conexión inferior.Para resolver este problema, existen tres soluciones: encuentre un grifo con un termostato montado en la parte inferior para radiadores, instale un sensor remoto o ajuste de forma independiente el cabezal termostático. Configurar el regulador no es particularmente difícil, y la tecnología para este proceso generalmente se describe en la documentación adjunta al dispositivo.

Un punto especial es la cuestión de cómo instalar correctamente un termostato en una batería en un edificio de apartamentos. Con cableado de tubería única, un elemento obligatorio del sistema será un bypass, un elemento estructural ubicado antes de la batería y que conecta las dos tuberías entre sí. En ausencia de un bypass, resultará un momento muy desagradable: el termostato cambiará la temperatura de todo el elevador. Por supuesto, este no es el objetivo que persigue la instalación de un termostato, y el importe de una posible multa por tal impacto en la calefacción es muy importante.

Opciones para ajustar un radiador de calefacción con un cabezal térmico.

El ajuste puede ser de dos tipos: cuantitativo y cualitativo.

El principio del primer método es cambiar la temperatura cambiando la cantidad de refrigerante que pasa por el radiador.

El segundo método consiste en cambiar la temperatura del agua directamente en el sistema. Para hacer esto, se instala una unidad de mezcla con un sifón lleno de un medio sensible a la temperatura en la sala de calderas. Este medio puede estar lleno de líquido o de gas.

La variante con medio líquido es fácil de fabricar, pero es más lenta que la de gas.La esencia de ambas opciones es la siguiente: cuando se calienta, el medio de trabajo se expande, lo que conduce al estiramiento del sifón. Como resultado, un cono especial en su interior se mueve y reduce el tamaño de la sección de la válvula. Esto conduce a una reducción en el caudal del refrigerante. A proceso de enfriamiento de aire interior corre al revés.

Funciones de personalización

Para que la válvula de cabeza termostática del radiador funcione correctamente, se debe realizar un preajuste. Se requiere encender la calefacción en la habitación y cerrar las puertas y ventanas. Se coloca un termómetro en un punto determinado, después de lo cual se realizan los ajustes. El esquema de configuración del dispositivo es el siguiente:

• Gire el cabezal térmico hacia la izquierda hasta que se detenga. Esto abrirá el flujo del refrigerante.
• Esperando un aumento de temperatura de 5-6°C en comparación con lo que había en la habitación.
• Gire todo el camino a la derecha.
• Esperando a que la temperatura baje a la original. Apertura gradual de la válvula. Detener la rotación en caso de ruido positivo o calentamiento del radiador.

La última posición establecida es óptima y corresponde a una temperatura agradable.

2 formas de ajustar los sistemas de calefacción.

Esencialmente, hay dos métodos para ajustar la temperatura.

1. Cuantitativo. Este es un método para cambiar la velocidad de movimiento del agua calentada utilizando válvulas especiales o una bomba de circulación. De hecho, limitamos el suministro de refrigerante al sistema a través de equipos de calefacción.

El ejemplo más simple de la implementación de este método es cambiar la velocidad de la bomba. Cuanto más frío, más trabaja la bomba y más rápido mueve el refrigerante a través del sistema de calefacción.

1. Cualitativo.Este método consiste en ajustar la temperatura de todo el sistema en el dispositivo de calefacción (en la caldera, etc.)

El principio de funcionamiento del cabezal térmico para un radiador de calefacción.

La tarea del termostato es controlar el calentamiento de la batería cuando cambia la temperatura del aire en la habitación.

El principio de funcionamiento del cabezal térmico:

1. El aire caliente actúa sobre la composición, comienza la expansión del fuelle.
2. Debido a la estructura corrugada, la capacidad en sí misma también aumenta en volumen.
3. La expansión impulsa la varilla, que limita gradualmente el paso del refrigerante al radiador.
4. El rendimiento disminuye, la temperatura del radiador de calefacción desciende.
5. El calentamiento se debilita, el aire se enfría.
6. El enfriamiento hace que el fuelle se contraiga, devolviendo el vástago a su posición original.
7. El suministro de refrigerante se reanuda con la misma fuerza.

Tipos de cabezales térmicos

1. Con termopar interno.
2. Con sensor de temperatura remoto.
3. Con regulador externo.
4. Electrónico (programable).
5. Antivandálico.

Termostato convencional para radiadores de calefacción con un sensor interno se acepta para la instalación si es posible colocar su eje horizontalmente para que el aire de la habitación fluya libremente alrededor del cuerpo del dispositivo, como se muestra en la figura:

Si no es posible el montaje horizontal de la cabeza, entonces es mejor comprar un sensor de temperatura remoto para él completo con un tubo capilar de 2 m de largo Es a esta distancia del radiador que se puede colocar este dispositivo conectándolo al pared:

Además del montaje vertical, existen otras razones objetivas para comprar un sensor remoto:

• los radiadores de calefacción con un controlador de temperatura están ubicados detrás de gruesas cortinas;
• en las inmediaciones del cabezal térmico hay tuberías con agua caliente o hay otra fuente de calor;
• la batería está debajo del alféizar de una ventana ancha;
• el termoelemento interno entra en la zona de tiro.

En habitaciones con altos requisitos interiores, las baterías a menudo se esconden debajo de pantallas decorativas hechas de varios materiales. En tales casos, el termostato que ha caído debajo de la carcasa registra la temperatura del aire caliente acumulado en la zona superior y puede bloquear completamente el refrigerante. Además, el acceso al control de la cabeza está completamente cerrado. En esta situación, la elección debe hacerse a favor de un regulador externo combinado con un sensor. Las opciones para su colocación se muestran en la figura:

Los termostatos electrónicos con display también existen en dos tipos: con centralita integrada y extraíble. Este último se diferencia en que la unidad electrónica se desconecta del cabezal térmico, luego de lo cual continúa funcionando normalmente. El propósito de tales dispositivos es ajustar la temperatura en la habitación según la hora del día de acuerdo con el programa. Esto le permite reducir la potencia de calefacción durante las horas de trabajo cuando no hay nadie en casa y en otros casos similares, lo que conduce a un ahorro de energía adicional.

Control de servomotor usando AVR ATmega16

Al igual que un motor paso a paso, el servomotor no necesita ningún controlador externo como ULN2003 o L293D. Para controlarlo, solo necesita una señal de modulación PWM, que es fácil de generar utilizando un microcontrolador de la familia AVR. El par del servomotor utilizado en nuestro proyecto es de 2,5 kg/cm, por lo que si necesita más par, deberá utilizar un servomotor diferente.

En los principios generales de funcionamiento de los servomotores ya hemos averiguado que el servomotor espera que le llegue un pulso cada 20 ms, y el ángulo de giro del servomotor dependerá de la duración del pulso positivo.

Para generar los pulsos que necesitamos utilizaremos el Timer 1 del microcontrolador Atmega16. El microcontrolador es capaz de operar a una frecuencia de 16 MHz, pero utilizaremos una frecuencia de 1 MHz, ya que en nuestro proyecto nos bastará para que el microcontrolador pueda hacer frente a las funciones que tiene asignadas. Ponemos el prescaler a 1, es decir, obtenemos una escala de 1 MHz / 1 = 1 MHz. El temporizador 1 se utilizará en el modo PWM rápido (es decir, el modo PWM rápido), es decir, en el modo 14 (Modo 14). Puede utilizar varios modos de temporizador para generar la secuencia de pulsos que necesita. Puede encontrar más información al respecto en la hoja de datos oficial de Atmega16.

Para usar el Timer 1 en modo PWM rápido, necesitamos el valor TOP del registro ICR1 (Input Capture Register1). Puede encontrar el valor TOP usando la siguiente fórmula:

fpwm = fcpu / n x (1 + TOP) Esta expresión se puede simplificar a la siguiente:

TOP = (fcpu / (fpwm x n)) - 1 donde N = factor de división del preescalador fcpu = frecuencia del procesador fpwm = frecuencia de pulso de entrada del servomotor, que es 50 Hz

Es decir, debemos sustituir los siguientes valores de variables en la fórmula anterior: N = 1, fcpu = 1MHz, fpwm = 50Hz.

Sustituyendo todo esto, obtenemos ICR1 = 1999.

Esto significa que para alcanzar el nivel máximo, es decir, 1800 (rotación del eje del servomotor de 180 grados), es necesario que ICR1 = 1999.

Para una frecuencia de 16 MHz y un factor de división del preescalador de 16, obtenemos ICR1 = 4999.

Reglas para elegir un cabezal termostático.

Es necesario elegir un dispositivo teniendo en cuenta las características del sistema de calefacción y su instalación. En base a esto, se utiliza el control de temperatura. válvula y cabezal termostático para radiadores Al mismo tiempo, se pueden combinar de diferentes maneras.

Por ejemplo, para sistemas de tubería única, es mejor usar válvulas de alta capacidad. Elementos similares son adecuados para sistemas de dos tubos con circulación natural del medio de trabajo. Para sistemas de dos tubos con movimiento forzado del refrigerante, la mejor opción sería instalar un cabezal térmico en los radiadores, lo que le permite ajustar el rendimiento.

La elección de un cabezal térmico para un radiador también debe abordarse de manera responsable. Las opciones más comunes son:

• Con termoelemento instalado en el interior.
• Programable.
• Con sensor de temperatura externo.
• Antivandálico.
• Con regulador externo.

La opción clásica se puede llamar termostato, que tiene un sensor interno y está ubicado horizontalmente. No se recomienda conectar el cabezal térmico al radiador en posición vertical. En este caso, el aumento de calor puede hacer que el termostato funcione incorrectamente.

Si no es posible instalar el cabezal térmico horizontalmente en un radiador de calefacción, se monta adicionalmente un sensor externo con un tubo capilar especial.

Principio de válvula

La válvula con cabezal térmico está diseñada para mantener la temperatura configurada fuera de línea.El dispositivo funciona según el principio de compresión-expansión de un gas o líquido, según el entorno. El termostato se puede empotrar o colocar de forma remota.

La válvula termostática tiene un fuelle, un contenedor móvil corrugado, que se llena con un agente sensible a la temperatura. Cuando se calienta el aire ambiente, el agente aumenta de volumen y presiona sobre el cono de cierre de la válvula, iniciando su cierre. Durante el enfriamiento, ocurre el proceso inverso: el agente se enfría, el fuelle disminuye de volumen y la válvula se abre.

Se distingue entre fuelles de gas y líquidos. Los agentes gaseosos son más sensibles a los cambios ambientales, pero son más caros y más difíciles de fabricar. Los líquidos son menos sensibles, pero más baratos. La diferencia en la precisión del control de temperatura es de aproximadamente 0,5 grados, lo que no es significativo.

Cómo regular las baterías de calefacción

Para comprender cómo se ajusta la temperatura, recordemos cómo funciona un radiador de calefacción. Es un laberinto de tuberías con diferentes tipos de aletas para aumentar la transferencia de calor. El agua caliente entra por la entrada del radiador, pasando por el laberinto, calienta el metal. Esto, a su vez, calienta el aire circundante. Debido a que en los radiadores modernos las aletas tienen una forma especial que mejora el movimiento del aire (convección), el aire caliente se propaga muy rápidamente. Con calefacción activa, un flujo notable de calor proviene de los radiadores.

Esta batería está muy caliente. En este caso, el regulador debe instalarse

De todo esto se deduce que al cambiar la cantidad de refrigerante que pasa a través de la batería, es posible cambiar la temperatura en la habitación (dentro de ciertos límites).Esto es lo que hacen los accesorios correspondientes: válvulas de control y termostatos.

Debemos decir de inmediato que ningún regulador puede aumentar la transferencia de calor. Simplemente lo bajan. Si la habitación está caliente, póntelo, si hace frío, esta no es tu opción.

La eficacia con la que cambia la temperatura de las baterías depende, en primer lugar, de cómo está diseñado el sistema, si hay una reserva de energía para los dispositivos de calefacción y, en segundo lugar, de qué tan correctamente se seleccionan e instalan los reguladores. La inercia del sistema en su conjunto y los propios dispositivos de calefacción juegan un papel importante. Por ejemplo, el aluminio se calienta y se enfría rápidamente, mientras que el hierro fundido, que tiene una gran masa, cambia de temperatura muy lentamente. Entonces, con el hierro fundido, no tiene sentido cambiar algo: es demasiado tiempo para esperar el resultado.

Opciones para conectar e instalar válvulas de control. Pero para poder reparar el radiador sin detener el sistema, se debe instalar una válvula de bola antes del regulador (haga clic en la imagen para aumentar su tamaño)

2 Cómo configurar la calefacción en una casa privada características y matices

Las redes de calefacción de casas particulares y viviendas en edificios de apartamentos difieren mucho. En un edificio residencial separado, solo los factores internos pueden afectar el funcionamiento del suministro de calor: problemas de calefacción autónoma, pero no fallas en el sistema general. La mayoría de las veces, las superposiciones ocurren debido a la caldera, cuyo funcionamiento se ve afectado por su potencia y el tipo de combustible utilizado.

Ajuste de calefacción

Las posibilidades y métodos de regulación de la calefacción del hogar dependen de varios factores, siendo los más significativos los siguientes:

1. 1. Material y diámetro de la tubería.Cuanto mayor sea la sección transversal de la tubería, más rápido será el calentamiento y la expansión del refrigerante.
2. 2. Características de los radiadores. Es posible regular los radiadores normalmente solo si están correctamente conectados a las tuberías. Con una instalación adecuada durante el funcionamiento del sistema, será posible controlar la velocidad y el volumen de agua que pasa por el dispositivo.
3. 3. La presencia de unidades de mezcla. Las unidades mezcladoras en sistemas de dos tubos le permiten reducir la temperatura del refrigerante mezclando flujos de agua fría y caliente.

La instalación de mecanismos que permitan regular de manera cómoda y sensible la presión y la temperatura en el sistema debe estar prevista en las etapas de diseño de una nueva comunicación autónoma. Si dicho equipo se instala sin cálculos preliminares en un sistema que ya funciona, su eficiencia puede reducirse significativamente.

Montaje

El servo se instala en el conjunto del colector terminado de acuerdo con el siguiente esquema:

• El dispositivo se monta en cualquier posición, independientemente de que sea normalmente cerrado, abierto o universal. Pero antes del primer encendido, la unidad debe estar en estado abierto.
• Verifique la compatibilidad de la válvula y el actuador usando una plantilla. Se puede encontrar en la caja del dispositivo.
• El adaptador roscado (incluido) está montado en la válvula. La instalación correcta se confirma ajustando el pestillo.

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No se requieren herramientas adicionales para montar la unidad. Además, en una conexión roscada, no es necesario utilizar ningún material de sellado. La conexión eléctrica del variador debe realizarse según el esquema proporcionado por el fabricante.Se puede encontrar en el manual del usuario. Para desmontar el servoaccionamiento, es necesario presionar su cuerpo desde un lado y tirar de él hacia arriba. Esto desconectará el dispositivo del adaptador.

Esquema de equipos para calefacción por suelo radiante.

Cómo aumentar la disipación de calor de las baterías

Si es posible aumentar la transferencia de calor del radiador depende de cómo se calculó y de si hay una reserva de energía. Si el radiador simplemente no puede producir más calor, entonces cualquier medio de ajuste no ayudará aquí. Pero puede intentar cambiar la situación de una de las siguientes maneras:

• En primer lugar, compruebe si hay filtros y tuberías obstruidos. Los bloqueos no solo se encuentran en casas antiguas. Se observan con mayor frecuencia en los nuevos: durante la instalación, ingresan al sistema varios tipos de desechos de construcción que, cuando el sistema se inicia, obstruyen los dispositivos. Si la limpieza no dio resultado, se procede a medidas drásticas.
• Aumente la temperatura del refrigerante. Esto es posible en calefacción individual, pero es muy difícil, casi imposible, con calefacción centralizada.

La principal desventaja de los sistemas regulados es que requieren una cierta reserva de energía para todos los dispositivos. Y estos son fondos adicionales: cada sección cuesta dinero. Pero no es una pena pagar por la comodidad. Si tu habitación es calurosa, la vida no es una alegría, como en una fría. Y las válvulas de control son una salida universal.

Hay muchos dispositivos que pueden cambiar la cantidad de refrigerante que fluye a través del calentador (radiador, registro). Hay opciones muy económicas, las hay que tienen un costo decente. Disponible con ajuste manual, automático o electrónico. Vamos a empezar con el más barato.

Tipos de válvulas termostáticas para radiadores de calefacción.

En los termostatos se pueden utilizar tres tipos de cabezales termostáticos:

• manual;
• Mecánico;
• Electrónico.

Cualquier regulador de calor en la batería se usa para resolver los mismos problemas, pero hay bastantes diferencias en su uso, por lo que vale la pena considerar cada uno de ellos con más detalle y descubrir cómo reducir el calentamiento de la batería con uno u otro dispositivo.

Cabezas de mano

Los cabezales termostáticos con control manual, de acuerdo con el principio de funcionamiento, repiten completamente un grifo convencional: girar el regulador afecta directamente la cantidad de refrigerante que pasa por el dispositivo. Como regla general, dichos reguladores se instalan en ambos lados del radiador en lugar de válvulas de bola. El cambio de temperatura teplonositelya se realiza a mano.

Los cabezales termostáticos manuales son los dispositivos más simples y confiables, que se distinguen principalmente por su bajo costo. Solo hay un inconveniente: debe ajustar manualmente la válvula termostática del radiador, centrándose solo en las sensaciones.

Conexión servo

Antes de iniciar la instalación, es necesario establecer con qué termostato trabajará el servomotor. Si solo un circuito de agua está controlado por el termostato, se establece una conexión directa entre ambos dispositivos por medio de conductores.

Si se utiliza el llamado termostato multizona, que controla varias secciones a la vez, su conexión con cada servomotor se realiza a través de un interruptor especial de calefacción por suelo radiante. Con su ayuda, varios dispositivos están conectados e interconectados en un solo circuito.

El conmutador realiza no solo una función de conexión y distribución, sino que también sirve como fusible.Si la posición de todas las válvulas de cierre está cerrada, el interruptor apagará automáticamente la alimentación de la bomba de circulación. Esto es especialmente conveniente cuando una caldera de gas automatizada autónoma participa en el funcionamiento de la calefacción por suelo radiante.

El suelo radiante por agua es un nuevo y moderno tipo de calefacción. Este sistema de calefacción se instala en varios locales de uso residencial y doméstico.

Los pisos calentados por agua son un sistema de calefacción bastante complejo, que consiste no solo en los elementos calefactores de las tuberías.

Incluye el cuerpo de distribución más importante: un colector, que a su vez también está equipado con una serie de dispositivos importantes, uno de los cuales es un servoaccionamiento para calefacción por suelo radiante.