Термоконтроллер для сусловарочного котла

Термоконтроллер для сусловарочного котла

Еще один частый вопрос от читателей блога касался выбора термоконтроллера или терморегулятора для заторно-сусловарочного котла. В статье я упущу внешний вид контроллера и другие незначимые критерии выбора, такие как возможность врезки, способ крепления, удобство подключения и так далее. Акцент статьи будет сделан на основные характеристики, которые необходимо учитывать.

Я ранее писал, что приобрел термоконтроллер на алиэкспресс, при этом руководствовался необходимыми мне параметрами и заманчиво низкой ценой. На базе этого контроллера, я расскажу как выбрать и подключить контроллер. Ну и по просьбе читателей в конце приведу несколько ссылок на том же алиэкспресс на годные регуляторы температуры (может кому и сгодится).

Настраиваем пропорциональный коэффициент

Выставляем дифференциальный и интегральный коэффициенты в ноль, тем самым убирая соответствующие составляющие. Пропорциональный коэффициент выставляем в 1.

Далее нужно задать значение уставки температуры отличное от текущей и посмотреть, как регулятор будет менять мощность обогревателя, чтобы достичь заданного значения. Характер изменения можно отследить «визуально», если у вас получится мысленно представить этот график. Либо можно регистрировать в таблицу измеренное значение температуры каждые 5-10 секунд и по полученным значением построить график. Затем нужно проанализировать полученную зависимость в соответствии с рисунком:

При большом перерегулировании, необходимо уменьшать пропорциональный коэффициент, а если регулятор долго достигает уставки — увеличивать. Так убавляя-прибавляя коэффициент необходимо получить график регулирования как можно ближе к идеальному. Поскольку достичь идеала удастся вряд ли, лучше оставить небольшое перерегулирование (его можно будет скорректировать другими коэффициентами), чем длительное нарастание графика.

Обзор модуля термостата W 1209 и его доработка своими руками

Модуль приобретен по цене 110 рублей (2016 год) на Алиэкспресс по следующей ссылке. Пришел почти через два месяца в целости и сохранности. Смотрите фото.
Размеры модуля следующие: 50x40x16 мм
Качественная машинная пайка, плата внешне чистая, но после пристального осмотра чуть чуть попросила спирта на протирку. Похоже в магазины идет один из вариантов модуля и не совсем удобный для встраивания. На плате размещены выступающие выше индикатора и кнопок элементы клемм, разъема и само реле, причем реле только с одним контактом на замыкание. Кроме того продавец скромно обходит параметры коммутируемого напряжения и делает упор на ток. На реле указано напряжение коммутации 125 Вольт при токе 20А. Модуль позволяет поддерживать необходимую температуру в диапазоне от -50ºС +110ºС. Можете смело покупать модуль и как термометр для бани или котла.
На плате модуля размещен светодиодный трехразрядный индикатор размером 22×10 мм, что дает возможнось отображать температуру десятых долей градуса, а в диапазоне ниже -10ºС и выше 100ºС температура отображается только целыми числами. На плате установлен красный светодиод для сигнализации включения реле. Модуль настраивается при помощи трех кнопок: set, +, — .
Кнопка set — выбирает режим настройки параметров
Кнопки + и — изменяют цифровые уставки и задаваемые параметры
Модуль можно настроить на один из режимов работы — охлаждение или нагрев.

В режиме «охлаждение» реле в модуле выключено, пока температура ниже заданного значения, при достижении заданной температуры реле включится и останется включенным до снижения температуры на величину заданного гистерезиса (а гистерезис настраивается!).

В режиме «нагрев» модуль работает в обратном порядке

Термодатчик сопротивлением 10 кОм подключен к модулю через разъем. Термодатчик герметичный, что очень удобно. Кабель термодатчика можно удлинить, что тоже хорошо.

Порядок настройки модуля

При кратковременном нажатии на кнопку set индикатор начинает мигать показывая заданную температуру контроля, температуру можно изменить кнопками + и -. При отсутствии нажатий модуль возвращается в режим показа текущей температуры. Смотрите видео.

При длительном нажатии на set модуль переходит в режим программирования параметров:

— Р0 режим «С» охлаждение и режим «Н» нагрев.
— P1 режим задания уставки (гистерезиса) работы термостата от 0,1 до 15ºС, по умолчанию 2ºС.
Уставка несимметричная.
— P2 режим задания максимального значения температуры от -45ºС до 110ºС (лучше не менять).
— P3 режим задания минимального значения температуры от -50ºС 105ºС (лучше не менять).
— P4 коррекция показаний модуля от -7,0ºС до 7,0ºС, очень удобно проводить простейшую калибровку для точности работы.
— P5 задержка срабатывания 0-10 мин, оставьте по умолчанию 0, чтобы не страдать при проверке работы встроенного модуля.
— P6 ограничение на отображение максимальной температуры, оставьте OFF.
Модуль сохранит все настройки даже при отключении питания.

Проверял модуль в Оймяконе при -60ºС на индикаторе отображается LLL.
Проверял модуль в сауне при 111ºС на индикаторе отображается HHH.

Нашел в интернете схему модуля W1209

Ток потребления схемы в режиме отключенного реле

20 мА, включенного

70 мА (при питающем напряжении

Модернизация модуля термостата W1209 своими руками

На плате вход RESET (4 pin контроллера) выведен на контакты для программирования и контроллер иногда ложно сбрасывается от сильной искровой помехи (реле то установлено на плате). Это устраняется установкой конденсатора емкостью

0,1мкФ на общий провод. SMD конденсатор просто припаивается к пятачкам. Смотри фото.

Дорабатываем плату. Хочу сразу предупредить, что есть шанс повредить модуль. Работы проводим своими руками на свой страх и риск. Для устранения монтажных проблем с платы были выпаяны: разъем термодатчика, клеммы и реле. К сожалению модуль собран на станке, а это значит, что детали плотно установлены в отверстиях платы. С помощью отсоса удалить весь припой невозможно. При демонтаже реле были повреждены дорожки платы (восстановлены проводниками). Разъем датчика припаивается с обратной стороны платы. Также с обратной стороны платы припаиваются клеммы. Смотри фото и видео. К дорожкам клемм контактов реле припаиваются проводники от дорожек питания катушки реле. Реле подключено другое типа «С» с перекидными контактами. Катушка реле подключается к модулю двумя удлиняющими проводниками через клеммы. В таком виде сверху платы не будет помех для встраивания модуля в устройство. Реле можно приобрести в магазине по этой ссылке или поставить выпаянное.

Настройка корректора температуры

Если есть подозрение, что модуль врет. Проводим калибровку термостата. Есть два способа: измерить температуру тающего льда или снега это 0ºС или измерить температуру кипящей воды это 100ºС. Мой датчик показал +2ºС в банке с мокрым снегом. Была введена коррекция — 2ºС. Стал показывать разумные 0ºС.

Модуль термостата W1209 после доработки был встроен в тепловентилятор и весьма успешно работает до сих пор, выполняя функцию поддержания температуры в помещении.

Основные достоинства модуля: полный комплект для установки, широкий диапазон настроек, возможность калибровки и самое главное достоинство — его цена (наверное дешевле при таком функционале не бывает).

Как подключить термостат к котлу, в том числе к старому, без клемм…

Большое удобство в домашнее отопление привносит обыкновенный комнатный термостат. Это маленькое устройство, размещается обычно на стене, в ключевом месте, в котором мы хотим измерять температуру, и по ее значению управлять домашним отоплением. Например, на стене в центре дома в коридоре, или в кухне на наружной стене, где становится холодно быстрее всего…

Как только температура воздуха в месте размещения прибора уменьшилась до выставленного значения, скажем, +21 градус, термостат включает котел… Котел выключится когда воздух нагреется до температуры выключения,например, +24 град.

Но как термостату удается управлять котлом?, и каким образом правильно подключить термостат к котлу, чтобы это происходило?

• Особенно проблемным для многих представляется этот вопрос при использовании старых котлов, в которых подключение внешнего управления не предусматривалось….

Как работает комнатный термостат

Любой комнатный термостат, механический или электронный, с радиопередачей или проводной, или программируемый, который мы называем комнатным программатором, работает очень просто, по принципу однокнопочного выключателя, — «цепь разомкнута или соединена», — «Включено/Выключено».

В нем соединяется контакт, когда температура достигает порога включения, и цепь управления котлом становится замкнутой. Когда нагрев произошел, контакт размыкается, котел останавливается.

Какие термостаты бывают

• Механические, с механической настройкой вращающейся ручкой и срабатывнием механизма, реагирующего на температуру. Это обычно малоточные приборы.

• Электронные, — с более точной настройкой и точным срабатыванием.
• С радиоуправлением. Иногда кабели весьма мешают в интерьере. На стене крепится регистратор температуры–радиопередатчик, а у котла располагается приемник, подключенный проводами как термостат.
• Программируемые приборы. Которыми можно задавать изменения температуры в течении суток, которые весьма полезны для экономии, так как на несколько часов можно сделать «холодно»….

• Термостат с функцией управления по GSM иил Wi-Fi связи — возможно удаленное управление котлом.

Как подключается обычный термостат к автоматизированному котлу

Современные котлы обычно оборудованы клемной колодкой с двумя клеммами для подключения аппарата внешнего управления, работающего по принципу «Включил-Выключил». Чаще эти клеммы обозначены как ТА.

Изначально они соединены перемычкой, при этом цепь между ними замкнута, котел получает все время команду «Включено». Если перемычку удалить, котел выключится.

• Перемычка удаляется, на ее место подключается пара контактов с термостата, при этом обычно используется кабель сечением медных жил 0,5 – 0,75 мм кв. по инструкции производителя.

В самом же термостате не все так однозначно, у разных производителей клеммы нумеруются как 1,2,3 или АБС. Нужно подключить пару к тем контактам, которые замыкаются при срабатывании прибора на температуру. Если из инструкции это узнать не удается, останется только вызвонить замыкаемые контакты омметром…

Как подключить термостат к старому (безмозглому) котлу

Некоторые модели газовых, мазутных, электрических…котлов не имеют специальных клемных контактов для наружного блока управления. Как дистанционно управлять старым котлом?

Вероятно, что на самом котле находится ручка управления реле по температуре теплоносителя. И можно обнаружить, что это реле работает по тому же принципу «Замкнуто/Разомкнуто».

Если снять клемму с этого реле (блока управления), т.е. разомкнуть цепь его питания, то котел выключится. Он воспримет это как «температура большая – цепь разомкнута».

Понятно, что в разрыв между снятым проводом и этой клеммой можно подключить наружный термостат. Ручку на самом котле закрутить так, чтобы всегда было положение «Включено», а наружный термостат будет разрывать и соединять эту цепь, управляя работой котла так, как будто бы это делал внутренний…

• По тому же принципу – включить термостат в цепь питания блока управления.
• Включить в разрыв цепи питания катушки магнитного пускателя тенов (не путать, – не в разрыв силовых проводов, а в цепь управления…).
• В разрыв цепи датчика давления воды в системе, который также работает по принципу «Включил/Выключил». Правда, котел теперь будет при выключении термостатом сообщать ошибку, что давление в системе ниже нормы…

В общем, включить последовательно с любым датчиком, который управляет котлом по принципу соединил-разъединил.

Но нельзя включать там, где регистрируется плавное изменение сопротивления, обмен пакетами цифровых данных, где нужно делать ручной перезапуск, например, при срабатывании термопары…

Как видим, при должном желании подключить термостат, или программатор, к любому котлу, который управляется электрическими цепями, датчиками… – нет проблем…

Методы регулирования мощности

Изменение частоты магнитного поля

Металлическая посуда, помещенная в переменное магнитное поле, провоцирует возникновение в ней вихревых токов, обеспечивающих нагрев дна. Чем выше частота магнитного поля, тем большие токи индуцируются в толще материала посуды, и, следовательно, в конечном итоге можно получить больший нагрев ее поверхности.

Из этого вытекает первый метод регулирования мощности индукционной плиты, именуемый методом изменения частоты магнитного поля.

Мощность регулируется путем изменения частоты питающего напряжения индукционной катушки.

Принципиальная схема инвертора напряжения представлена на рисунке.

Переменное напряжение получают путем попарного открытия транзисторов VT1-VT4 и VT2-VT3 с нужной частотой.

Недостатком такого способа регулирования является использование управляющей платы, открывающей пары ключей с нужной частотой. Она значительно увеличивает стоимость варочной поверхности. Тем не менее, такой метод считается наиболее удобным, поскольку только он обеспечивает плавное регулирование мощности и поддержание заданной температуры, но об этом поговорим чуть позже.

Циклическое регулирование мощности

Более бюджетный вариант регулирования мощности индукционной плиты — использование инвертора без регулировки частоты. Т. е. катушка конфорки всегда работает с напряжением фиксированной частоты и индуцирует магнитное поле неизменной частоты. Как правило, частота напряжения устанавливается такой, чтобы получить на катушке максимально возможную мощность.

В случае, когда полная мощность не нужна, питающее напряжение на катушку подается импульсами, попеременно чередуя моменты включения индуктора на полную мощность и паузы в его работе. Т. е. если в пределах одного цикла время работы и время простоя индукционной катушки равны, то «снятая» с нее мощность будет составлять 50 % от максимальной.

Такой метод регулирования мощности называется циклическим. Индуктор всегда включается на полную мощность в течение строго определенных временных интервалов.

Определить индукционную панель с циклическим регулированием мощности довольно просто. При работе конфорок на малых мощностях отчетливо слышны щелчки срабатывания силового реле, подающего напряжение в цепи питания индуктора.

Циклический метод — самый простой в реализации и бюджетный, поэтому его повсеместно применяют в моделях среднего и бюджетного ценовых сегментов. Однако циклический режим таит массу неудобств при готовке, особенно при работе на малой мощности. Ни о каком равномерном тушении или томлении блюд говорить не приходится. Особенно хорошо заметен этот эффект при приготовлении небольших порций продуктов. В момент включения индукционной катушки они быстро вскипают, а затем, в моменты простоя индуктора, продукты просто остывают в посуде. Поскольку паузы между включениями инвертора достаточно малы, то по факту получается, что к продуктам прилагается избыточная мощность, что кардинально меняет технологию приготовления блюда.

К примеру, чтобы испечь блины на сковороде с тонким дном или растопить шоколад без использования водяной бани, кулинару придется сильно постараться. Тесто для блинов то будет длительное время находиться в покое, то в одночасье вскипит и пригорит к посуде. Та же участь ожидает и плитку шоколада, да и другие блюда, которые следует доводить до готовности на медленном огне. В таком кулинарном опыте результат абсолютно не гарантирован, а сам процесс наверняка отнимет уйму нервных клеток.

Выходом из ситуации может стать посуда с толстым дном. Она обладает определенной инертностью и не способна моментально нагреваться и так же быстро терять тепло.

В отличие от циклического метода, регулирование мощности конфорки частотой, не таит таких подводных камней. Оно обеспечит точное соблюдение температуры и технологии приготовления продукта.

Комбинированное регулирование мощности

Существует третий способ регулирования мощности конфорки. Он объединяет первые два метода. На средних и высоких уровнях мощности индуктора, регулирование производится путем изменения частоты магнитного поля индукционной катушки, а на малых мощностях — путем циклической подачи питающего напряжения.

Это сделано, чтобы расширить диапазон регулировки, особенно в зоне малых значений мощности. Дело в том, что нижний порог частоты регулирования ограничен значением в 20 кГц. Все, что ниже, становится слышным человеческому уху, и, чтобы не причинять дискомфорта пользователям, регулирование нижнего диапазона мощности индуктора осуществляется до этого значения, а затем в дело вступает попеременное включение и отключение индукционной катушки.

Термостат для газовых котлов отопления: что это, принцип работы, нужен ли он

Терморегулятор состоит из двух стальных полосок, которые применяются в качестве электроконтакта выключателя в контуре отопления газового котла.

Номинальный контакт опускается в случае резкого падения температуры и благодаря этому происходит отключение функции обогрева.

После изменения климата автоматически открываются нужные клапаны, и котел вновь начинает свою работу.

Корпус у термостата обычно делается из белого пластика. Для подсветки экрана используются светодиоды. Диапазон измерения температуры помещения у большинства приборов составляет от 0 до 40 °C.

В основном терморегуляторы покупают в целях экономии средств. Понижение температуры в доме даже на один градус уменьшает расход газа на 4%. За счет того, что прибор сокращает количество включений котла, снижаются и траты хозяев квартиры на оплату газа. К тому же это помогает обеспечить сохранение всех компонентов оборудования, которые меньше изнашиваются и дольше служат.

Справка. Для большинства моделей порог срабатывания составляет 0,25 градуса: если температура в доме окажется на четверть градуса ниже заданной, котел включается.

Что дает покупка термостата:

• экономию на коммунальных расходах (минус 15—25%);
• установку комфортной температуры — возможность выбора от 2 до 6 режимов;
• уменьшение частоты включений котла;
• защиту от перегрева помещения и сухости воздуха;
• увеличение срока эксплуатации оборудования, в частности, циркуляционного насоса за счет аккуратного использования котла.

Индивидуальная настройка температуры подойдет для семей с детьми, где всегда нужно поддерживать комфортный режим, а также для людей с особой чувствительностью к температурным перепадам.

Выбор радиатора

В завершение скажем пару слов о том, как правильно выбрать масляный обогреватель, чтобы он служил вам верой и правдой как можно дольше. В первую очередь обратите внимание на тип размещения. Радиаторы могут вешаться на стену, встраиваться в пол, быть мобильными и т. д. Выберите ту модификацию, которая наиболее комфортно разместится в вашем жилище.

Затем уделите внимание разновидности корпуса. Он может быть выполнен в виде панелей или гармошки. Не менее важен и общий внешний вид прибора — выберите тот, который будет максимально гармонично вписываться в интерьер.

Еще одним критерием выбора может являться тип ТЭНа. Но это актуально только в том случае, если вы собираетесь самостоятельно заниматься ремонтом радиатора при необходимости. Дело в том, что практически любые ремонтные работы с масляным радиатором предполагают собой слив наполнителя. То есть, если у прибора, например, прохудился корпус, который необходимо залатать, то первым делом из него удаляется масло, и только потом производятся необходимые операции. Как это сделать, можно прочитать в статье.

Как правило, все это возможно только в том случае, если трубчатый электрический нагреватель представлен в съемном виде. Тогда его легко убрать, а через образовавшееся отверстие слить масло. Если ТЭН завальцован, то снять его, например, для замены будет невозможно. И с удалением наполнителя тоже возникнут проблемы, если для слива в корпусе радиатора не предусмотрены специальные отверстия.

В завершение обратите внимание на то, каким производителем выпущен прибор. Не рекомендуется брать обогреватели из самой низкой ценовой категории — как правило, такое оборудование делается из материалов низкого качества. Датчики быстро выходят из строя, корпус прогорает и т. д.

Помимо всего этого, одним из критериев выбора является наличие дополнительного функционала. Прибор может быть оснащен увлажнителем воздуха, вентилятором и т. д. Выберите ту модификацию, которая наиболее соответствует вашим потребностям. Тогда масляный радиатор будет нести тепло в дом, никак не нарушая ваш комфорт. Успехов!