Termostato para caldeira de aquecimento: princípio de funcionamento, tipos, diagramas de conexão

A automação no sistema de aquecimento permite controlar com mais precisão a temperatura nos ambientes aquecidos e economizar combustível. Ao instalar um termostato para a caldeira de aquecimento, o proprietário do chalé aumenta em 20–30% a eficiência do equipamento da caldeira e simplifica bastante sua manutenção.

Falaremos sobre os tipos de termorreguladores usados na prática, sobre as regras de localização e as características de conexão. No artigo proposto, descrevemos detalhadamente as opções e esquemas de conexão dos dispositivos. Seguindo nossos conselhos, você poderá escolher o dispositivo adequado e, se desejar, instalá-lo.

Como funciona o termostato de aquecimento?

Um sistema de aquecimento comum com água como fluido térmico consiste em equipamento de aquecimento ou um ponto de conexão à rede centralizada, tubos de distribuição interna e radiadores.

Para regular a quantidade de calor que entra nos cômodos, é necessário monitorar constantemente a caldeira ou fechar/abrir regularmente as válvulas dos radiadores.

Além disso, a inércia desse sistema não permite manter a temperatura desejada durante todo o dia no nível definido. Se colocar mais lenha no forno ou mais gás na caldeira, o fluido térmico nos tubos aquecerá mais, e também liberará mais calor através dos radiadores.

Com baixa temperatura externa, isso é bom. Mas com um aquecimento repentino lá fora, o calor em casa se torna insuportável. O combustível já está na fornalha e a água já aqueceu, não há como se livrar do calor. Além disso, a caldeira continua funcionando.

Sem um termostato no sistema, é necessário desligá-lo manualmente. Claro, é possível abrir as janelas para ventilar e liberar o calor, mas então as contas de combustível para a caldeira doméstica certamente arruinarão você. A conclusão é óbvia: o termostato para aquecimento simplifica a vida, tornando-a extremamente confortável.

Termostato (termorregulador) é um dispositivo para monitorar a temperatura em um ambiente aquecido e aumentar/diminuir o fornecimento de calor para ele

O termostato para sistema de aquecimento consiste em:

• sensor termossensível (elemento);
• bloco de ajuste;
• módulo de controle;
• relé eletromagnético ou válvula mecânica.

Nos modelos mais simples, o bloco de controle está ausente. Tudo ocorre por pura mecânica e mudança das propriedades físicas do elemento termossensível.

Esses termostatos não precisam de alimentação elétrica. Em eficiência e precisão de regulação do sistema, eles perdem para dispositivos eletrônicos, mas são independentes de energia. Com problemas de tensão na rede, eles certamente não pararão de funcionar.

O princípio de funcionamento do termorregulador é o seguinte:

1. Com o auxílio da unidade de controle, define-se a temperatura desejada.
2. Ao atingir os parâmetros exigidos, o sensor é acionado, o que leva ao desligamento da caldeira ou ao fechamento da válvula de bloqueio nas tubulações de aquecimento.
3. Após a queda da temperatura do ar no ambiente, ocorre o religamento do equipamento da caldeira ou dos aquecedores.

O módulo de controle eletrônico permite definir não apenas um valor de temperatura, mas vários separadamente para cada período do dia. Além disso, com essa unidade, é possível instalar um sensor de temperatura adicional externo e vincular o funcionamento do termostato aos dados dele.

Dependendo do tipo de dispositivo, o termorregulador é conectado diretamente à caldeira para regular seu funcionamento ou na entrada do radiador para controlar os volumes de fornecimento do fluido térmico.

O termostato mais simples é uma válvula de bloqueio com um sensor térmico, instalada no tubo próximo ao radiador. Ao atingir a temperatura desejada, a válvula termostática fecha e reduz o fluxo do fluido térmico. E quando o ar do ambiente esfria, ela se abre novamente, resultando no aumento dos volumes de calor que entram.

Modelos mais complexos e avançados envolvem sensores sem fio e unidades de controle. Toda a comunicação entre os elementos individuais ocorre via canal de rádio. Nesse caso, não são instalados fios, o que impacta positivamente o aspecto estético da instalação desses termorreguladores no ambiente.

Tipos de termorreguladores para caldeiras

A principal diferença entre os termostatos são os diversos tipos de sensores termossensíveis. Uns são instalados no tubo de aquecimento, outros dentro dele, e outros são montados na parede. Uns são projetados para medir a temperatura do ar, e outros, a do fluido térmico.

A escolha do modelo do termorregulador depende de:

• tipo de caldeira;
• esquema de distribuição do sistema de aquecimento;
• disponibilidade de espaço livre;
• funcionalidade necessária.

Muitas caldeiras modernas são projetadas de antemão para a conexão de termostatos. Além disso, o fabricante do equipamento de caldeira já especifica todos os detalhes dessa instalação no manual técnico.

Se for escolhido um modelo eletrônico de termorregulador, o melhor é dar preferência ao mais eficiente – aquele recomendado pelo fabricante da caldeira.

Idealmente, o termostato deve regular o funcionamento diretamente do dispositivo de aquecimento, ou seja, o fornecimento de combustível para ele. Este é o esquema de conexão mais eficiente em termos de economia de combustível. Nesse caso, será queimada exatamente a quantidade de energia necessária para o calor.

Mas esse termostato só pode ser instalado em um aquecedor a gás ou elétrico. Se a caldeira for de combustível sólido, então um termostato com válvula mecânica, que é montado diretamente no tubo, ajudará a regular a temperatura ambiente.

Os reguladores instalados nos radiadores são destinados a interromper o fluxo de água quando a temperatura no ambiente ou do fluido térmico está muito alta. Nesse caso, a caldeira para de funcionar um pouco mais tarde, quando seu sensor interno de temperatura é ativado para evitar o superaquecimento do equipamento.

Grupo #1: mecânicos

O princípio de funcionamento do sensor térmico mecânico baseia-se na alteração das propriedades do material com a mudança de temperatura. É uma opção simples de implementar, econômica, bastante eficaz e totalmente independente de energia elétrica. Ele é projetado para instalação nos tubos do sistema de aquecimento a água para regular o fluxo do fluido térmico.

Um exemplo clássico de termorregulador mecânico é o dispositivo com uma válvula de agulha (válvula de fechamento) e uma cabeça térmica de fole.

As substâncias que reagem às mudanças de temperatura em termostatos mecânicos são:

• gás;
• líquido.

Quando aquecem, os gases se expandem, pressionando a haste da válvula de fechamento. Quando a temperatura cai, eles se contraem, a válvula retorna pela mola e a água aquecida flui novamente pelos tubos para os radiadores de aquecimento.

Os termostatos para radiador são caracterizados por baixa sensibilidade e grande margem de erro no ajuste. Eles só atuam quando a temperatura aumenta em 2 graus ou mais. Além disso, com o tempo, o material de preenchimento do fole perde suas propriedades, e os números no botão de ajuste dos parâmetros de temperatura desejados começam a divergir dos graus reais.

Esses termorreguladores têm tamanhos bastante grandes. A grande maioria deles é projetada para medir a temperatura da água nos radiadores, e não a do ar do ambiente. Muitas vezes, é difícil ajustá-los exatamente como o dono da casa deseja.

Grupo #2: eletromecânicos

Esses termostatos funcionam com princípios semelhantes aos análogos puramente mecânicos. Apenas que aqui, o elemento termossensível é uma placa metálica.

Ao aquecer, ela se curva e fecha o contato; ao esfriar, retorna à posição inicial e abre o circuito. E é através desse circuito que o sinal é enviado para a unidade de controle dos queimadores.

O termorregulador eletromecânico requer alimentação elétrica; ele controla as válvulas que regulam o fluxo do fluido térmico ou os queimadores na caldeira por meio de sinais elétricos.

Outra variante do termostato eletromecânico é um dispositivo com sensor em forma de duas placas de metais diferentes. Neste caso, o elemento termossensível é instalado diretamente na fornalha da caldeira de combustível sólido.

Em alta temperatura, surge uma diferença de potencial entre as placas, que afeta o relé eletromagnético. Os contatos neste último ora abrem, ora fecham. Como resultado, ocorre a ativação/desativação da injeção de ar na câmara de combustão.

Grupo #3: eletrônicos

Este tipo de termostato para caldeiras de água quente pertence à categoria dependente de energia. Esses dispositivos possuem um sensor de temperatura remoto que monitora a temperatura ambiente e uma unidade de controle completa com display.

Para caldeiras elétricas, esses termostatos são um complemento obrigatório. Sem eles, os aquecedores elétricos funcionarão sem parar, aquecendo o ar ou o fluido de transferência de calor excessivamente.

Caldeiras e aquecedores elétricos, na grande maioria dos casos, já são equipados com termostatos na fábrica.

No termostato eletrônico, existem dois elementos principais:

1. Sensor de temperatura.
2. Microcontrolador.

O primeiro mede a temperatura, e o segundo a controla e emite sinais para aumentar/diminuir o fornecimento de energia térmica ao ambiente. O sensor pode enviar um sinal analógico ou digital ao controlador. No primeiro caso, o termostato é semelhante em funcionalidade ao análogo mecânico, mas o supera significativamente na precisão das medições de temperatura.

Os termostatos digitais são o ápice do desenvolvimento desses dispositivos. Eles permitem regular o fornecimento de calor de acordo com um algoritmo pré-programado. Além disso, é possível conectar a eles muitos mais sensores localizados tanto nos cômodos quanto do lado de fora.

Muitos termostatos eletrônicos têm a capacidade de controle remoto via porta infravermelha ou comunicação móvel. Isso permite ajustar a temperatura ambiente não apenas com um controle remoto no local, mas de qualquer ponto externo.

Por exemplo, ao sair do trabalho, você pode enviar um sinal para aquecer o ar ambiente até parâmetros confortáveis, e ao chegar em casa, ela o receberá com aconchego e calor.

Dispositivos eletrônicos destinados ao ajuste automático das características qualitativas e quantitativas do fluido de transferência de calor são um componente obrigatório dos sistemas de aquecimento em casas inteligentes. Recomendamos que você se familiarize com seu funcionamento.

Esquemas básicos de conexão

Todas as formas de integrar o termostato ao sistema de aquecimento se dividem em três opções de conexão:

1. Diretamente à caldeira.
2. À bomba de circulação.
3. No tubo que fornece o fluido de transferência de calor ao radiador.

As primeiras duas configurações evitam a deterioração da capacidade de fluxo da tubulação de aquecimento. Nenhuma válvula adicional é inserida nela, e a resistência hidráulica de todo o sistema não é alterada. Aqui, o termostato controla apenas o funcionamento da bomba ou da caldeira, sem entrar em contato com a água.

Ao instalar um termostato em um radiador ou em um tubo comum com vários radiadores, a resistência hidráulica, ao contrário, aumenta. Mesmo totalmente aberto, a válvula do termostato retarda um pouco o movimento do fluido térmico.

Idealmente, o projeto da tubulação da caldeira deve ser feito já considerando todos os dispositivos termorreguladores e outros.

Inserir termostatos em tubulações de aquecimento existentes só deve ser feito em último caso; a máxima eficiência de seu uso só pode ser alcançada quando eles são incluídos no sistema ainda na fase de projeto.

Se o sistema de aquecimento de água da casa for feito de acordo com o esquema monotubo, é melhor abandonar imediatamente a terceira opção. Quando o sensor térmico atuar, a válvula fechará todo o ramo de radiadores em vários cômodos, e então o conforto nos ambientes distantes da caldeira pode ser esquecido.

Conectar o termostato na entrada do radiador deve ser feito através de um bypass. Assim, quando ele atuar, redirecionará o fluxo do fluido térmico desviando do radiador. Com isso, a água retornará ao boiler sem esfriar. O boiler deixará de aquecê-la, reduzindo assim o consumo de gás ou eletricidade.

Ao instalar o sensor de temperatura do termostato, é necessário seguir certas regras; caso contrário, sob a influência de dispositivos ou objetos próximos, ele pode disparar falsamente.

O sensor térmico deve ser montado:

• em um local onde não incida luz solar direta;
• longe de pontes térmicas, correntes de ar e fluxos ascendentes de calor dos radiadores;
• de modo que não fique coberto por telas decorativas ou cortinas;
• a uma altura do piso entre 1,2 e 1,5 metros.

Se o sensor for instalado incorretamente, o termostato emitirá sinais falsos. Isso pode levar ao superaquecimento não apenas do ar no ambiente, mas também do fluido térmico no sistema. E no segundo caso, não demora para surgirem problemas com a caldeira.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Não deve haver grandes dificuldades na instalação do termostato. Basta escolher o correto para o sistema de aquecimento específico. E os vídeos selecionados certamente ajudarão você nisso.

Vídeo #1. Conexão do termostato ambiente à caldeira a gás em todos os detalhes:

Vídeo #2. Visão geral do termostato de parede:

Vídeo #3. Tecnologia de inclusão do termostato de contato em um sistema com bomba de circulação:

Um complemento para a caldeira de aquecimento na forma de um termostato é uma ótima maneira de economizar no aquecimento da casa, aumentar o conforto de viver e reduzir o desgaste do equipamento de aquecimento do fluido térmico. O dinheiro gasto em termostatos se paga em uma temporada de inverno.

Ao mesmo tempo, pode-se escolher tanto uma opção mecânica simples com controle manual quanto um dispositivo mais avançado com programador.

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