RSS
people

Предназначение и применение электронного терморегулятора

Электронный терморегулятор – это устройство, обеспечивающее в заданном месте постоянство температуры, использующее для оценки наружных параметров электронные схемы.

Общее описание

Какой электронный терморегулятор лучшеЭлектронные терморегуляторы по-иному называют термостатами.

Мелкие отличия могут быть в функциях, не столь очевидных для незнакомого с темой человека.

Термостаты используются для поддержания заданной температуры на объекте, которым может оказаться помещение, участок системы, двигатель, технологическое оборудование.

Чаще всего, в противовес общественному мнению, электронное регулирование применяется в автомобильной промышленности.

Разумеется, любой персональный компьютер имеет защиту от перегрева, реализованную на уровне BIOS и POST-теста, но по-настоящему сложные изделия, как правило, в быту не используются.

Электронные термостаты могут контролировать температуру отопительных систем или даже поддерживать микроклимат ванной комнаты, однако все это можно отнести скорее к разделу экзотики. Обычно же, отоплением управляет биметаллическая пластина, и едва ли найдётся много людей, желающих заплатить дороже.

Климатические системы

Электронный терморегулятор для домашнего отопленияТерморегулятор, как правило, является неотъемлемой частью домашнего отопления.

Любая климатическая система снабжается устройством оценки температуры, но в кондиционерах это встроенный датчик.

А вот отопление проектируется под ключ, а потому и набирается из отдельных кирпичиков.

Особенностью отопительных систем является зачастую протяжённость их по площади, обширность.

И тогда на один электронный терморегулятор ложится большая электрическая нагрузка. Как и все прочие электрические приборы, он ограничен в этом плане.

Тогда можно рассмотреть вариант опосредованного управления. Силовые реле набираются параллельным каскадом и включаются одновременно сигналом одного и того же термостата.

Чаще всего с электроникой это устройство имеет мало общего.

Вместо того – внутри можно увидеть тривиальную биметаллическую пластину, которая замыкает и размыкает контакты при достижении определённой, заданной пользователем температуры.

Такую конструкцию можно найти в утюге, масляном обогревателе и даже электрочайнике

Посему сделать термостат своими руками обычно не слишком сложно. Но это касается только датчика. Исполнительная же часть непременно должна быть куплена, чтобы не вышло возгорания.

Отличительные качества электронного терморегулятораПодойдёт любое силовое реле со сходными характеристиками.

Интересующиеся могут заглянуть в тему по промежуточным реле.

Отличие электронного терморегулятора в возможности задания сложной программы.

Разумеется, простой термостат может быть электронным и следить за показаниями термопары.

Как правило, дорогое оборудование предоставляет большие удобства:

  • Календарь активности, включающий в себя возможность задания режимов работы по дням недели, месяцам, праздникам, выходным.
  • Расписание на день: в какой час и какую температуру поддерживать.
  • Управление через сотовую связь (приложение для смартфона).

В общем и целом количество опций не ограничено. Рекомендуется также ставить параллельно реле защитного отключения с собственным датчиком, которое разорвёт питание всей системы.(См. также: Как подключить вместо выключателя диммер)

Хорошо, если оборудование подаст сигнал тревоги каким-либо образом. Это нужно зимой в силу того, что при опускании температуры ниже 5 градусов Цельсия появляется возможность промерзания дома со всеми вытекающими последствиями. Особой опасности подвергаются системы водоснабжения (разрыв труб).

Противообледенительные системы

Электронный терморегулятор для противообледенительных системТермостаты, хотя и редко, применяют для создания противообледенительных систем.

Чаще этим же целям служит саморегулирующийся кабель.

Термостат, если он имеется, снабжается несколькими входами для датчиков, которые расставляются на всей защищаемой площади. И идёт рука об руку с резистивным кабелем.

Как уже было сказано, обеспечить контроль температуры этим способом сложно, но, учитывая мизерный размер современной термопары, – можно.

Тогда на систему возлагаются ещё более специфические требования. Нужно уметь отличить, откуда пришёл сигнал, и включить соответствующий сегмент кабеля.

Электронный термостат может экономить энергию по расписанию. Поддерживать тепло только в тех местах, где это необходимо.

Применение в автомобильной промышленности

Автомобильный электронный терморегуляторСистема охлаждения двигателя из всего авто самой последней перешла на электронику.

Оказалось, что термомеханический термостат (например, биметаллическое реле) не способен обеспечить технике нужные режимы.

Главная проблема заключалась в том, чтобы обеспечить согласованное действие между насосом, вентилятором и датчиками.

Попросту говоря, нужен именно электронный терморегулятор, а не термостат, поскольку температура должна зависеть от режима движения.

На малых оборотах происходит недозагрузка, что увеличивает расход топлива (примерно 1 % на каждые 10 градусов расхождения).

Для каждого двигателя имеется оптимальная температура для сжигания горючего. Обычно она колеблется для рабочей смеси чуть выше 110 градусов Цельсия. Однако уже при 90 градусах электронные термостаты берут на себя контроль за ситуацией.

Двигатель – достаточно громоздкая конструкция, обладающая известной инерционностью, поэтому благоразумнее заранее отследить, работать на упреждение.

Кроме того, экспериментально определено, что до оптимального уровня температуру лучше не доводить. Автомобильные двигатели действуют по этому принципу уже десятки лет.

В продвинутых моделях легковых машин регуляция осуществляется через два исполнительных элемента:

  • Восковой элемент с ТЭНом.
  • Дополнительный подогрев спиралью.

Электронный терморегулятор для автомобиляТонкой регуляцией температуры достигается сразу несколько целей:

  • Повышение вязкости масла и, как следствие, снижение сил трения.
  • Повышение мощности на полной нагрузке за счёт снижения температуры хладагента.
  • Пониженный выброс вредных веществ в атмосферу за счёт правильно выбранных режимов сгорания топлива.
  • Максимальный КПД двигателя.
  • Понижение сил трения ведёт косвенно к экономии топлива.
  • Продуманная регуляция температуры в салоне.

В общем случае температура хладагента повышается с возрастанием скорости и нагрузки на вал. Это достаточно простая трёхмерная фигура, но она требует наличия соответствующих исполнительных устройств и сигнализатора. В качестве последнего и выступает электронный терморегулятор.

Нужно обратить внимание здесь на отличие этого понятия от термостата, который поддерживает температуру постоянной. Терморегулятор же характеризуется наличием некой управляющей программы, то есть обладает кандидатским минимумом интеллекта. Это то самое отличие, про которое говорилось в начале.

Новый автомобильный электронный терморегуляторПри крейсерской скорости оборотистость хладагента регулируется восковым расширителем с собственным нагревателем.

По мере необходимости малый поршень, приводимый в действие этой системой, движется туда и сюда, открывая и прикрывая протоку.

Обратный ход дополнительно контролируется возвратной пружиной.

При возрастании нагрузки включается ещё один нагреватель, и их действие суммируется, что обеспечивает максимальное охлаждение двигателя.

Электронный термостат отличается тем, что отслеживает действия водителя и упреждает возникновение опасной ситуации. Так например, уже при нажатии педали газа оба нагревателя начинают заблаговременно поднимать температуру для интенсивного охлаждения.

Но если вслед за этим наблюдается понижение момента, то система даёт откат. За счёт инерционности воска такие поведенческие колебания остаются практически незаметными.

Аналогичным образом может упреждаться и торможение (система судит не по скорости оборота колёс, а по расходомеру топлива)

Падение температуры начинается заранее, но инерция сглаживает результирующий эффект.

За счёт продуманной конструкции электронный термостат имеет долгий срок службы. Как правило, превышающий период жизни самого двигателя.

Замена автомобильного электронного терморегулятораИсключением из этого правила могут быть чисто механические повреждения случайного характера.

Часто они вызываются загрязнением хладагента (в период обслуживания).

Сервисные специалисты по этой причине одновременно с заменой деталей, влияющих на названный фактор, рекомендуют покупать новый электронный терморегулятор.

Если откажет система поддержания температуры, то весь двигатель может выйти из строя.

Контроль технологического оборудования

Большинство двигателей продаётся с магнитными пускателями, но значительная часть технологического оборудования не может быть защищена этими методами.

И тогда персонал ставит датчики, за которыми следит компьютерная система

Это нельзя назвать в полном смысле электронным терморегулятором, скорее речь идёт о централизованном пульте управления АСУ.

Система может контролировать температуру не только оборудования, но, например, и сточных вод, а помимо указанного – измерять их кислотность.

Принцип действия автомобильного электронного регулятора

Как работает автомобильный электронный терморегуляторПоследствия применения электронных терморегуляторов настолько просты, что их может оценить каждый без посторонней помощи.

Единственным исключением авторам видится ситуация в автомобильной отрасли. Режимы работы двигателя столь сложны, что о них нужно поговорить подробнее.

Пониженная температура смеси на низких оборотах приводит к значительному увеличению выброса отравляющих веществ.

Теперь можно легко представить, что творится во всех этих городских пробках. Но проблему может исправить электронный терморегулятор, способный точно поддерживать температуру хладагента в системе охлаждения.

Схема выглядит так:

  • На малых оборотах температура хладагента намеренно завышается.
  • По мере набора скорости нужно сделать обратное. Это снижает детонацию. Как результате, температурная стабилизация повышает долговечность двигателя.

В автомобильной промышленности электронные терморегуляторы принято называть адаптивными. Управление на себя берет контроллер – сложная микросхема с зашитой в неё программой.

Это важный момент, потому что часто электронными называют допотопные устройства, содержащие в себя твердотельные элементы: диоды, транзисторы и пр. Такие мало напоминают современные интеллектуальные новинки.

Регулятор потока не обязательно восковой. Сейчас применяются заслонки с точным позиционированием при помощи шаговых двигателей.

Электронные терморегуляторы становятся стандартом де-факто

Не так давно и отечественные ВАЗ обзавелись этой новинкой. Проблема обновления контрольного оборудования заключается в полной или частичной несовместимости импортных систем с отечественными.

В результате многое нужно разрабатывать с нуля, а главное – проводить тестирование, измерения, выявлять подводные камни.

Проточный клапан системы охлаждения автомобиляС этой целью создаются стенды, модели, компьютерные программы. Все это занимает много времени, а иногда и стоит недёшево.

К тому же, каждая модель авто (даже одного предприятия) иногда оказывается уникальной.

Однако имеется и одно упрощение: единожды научившись программировать контроллер, инженеры в дальнейшем могут создавать любые электронные терморегуляторы.

То есть изменением машинного кода можно одно и то же устройство приспособить к работе в любой модели авто.

Главная задача состоит в вычислении проточной части клапана для каждого режима, а затем нужно лишь приспособить выходные сигналы контроллера для управления исполнительной частью.

Одновременно выбирается тип привода по известным критериям, которыми могут быть цена, исследованность, наличие надёжного поставщика и др.

Так например, нужно оценить действие на клапан вибраций – не станет ли он слабым звеном в цепи нового оборудования. Потому что, когда начнётся модернизация технологической линии, изменения будет вносить уже поздно.

Гидродинамические процессы сегодня моделируются на компьютере. Они показывают, как будет вести себя исполнительная часть в условиях эксплуатации. Программные же пакеты позволяют загрузить бинарный код в контроллер.

Оставить комментарий