что такое гистерезис температуры котла
Что такое гистерезис температуры котла
Что такое гистерезис в температурах и давлениях?
Гистере́зис (в переводе с греческого — отстающий) — свойство систем (физических, логических, биологических и т. д.), мгновенный отклик которых на приложенные к ним воздействия зависит в том числе и от их текущего состояния, а поведение системы на интервале времени во многом определяется её предысторией.
Многие устройства по регулировке и контролю температуры систем отопления имеют настройку не только температуры, но и обязательную настройку гистерезиса, которая позволяет уменьшить количество переключения в единицу времени между двумя положениями: Вкл / Выкл. Гистерезис также позволяет повысить точность регулировки температуры уменьшением гистерезиса.
На сегодняшний день в основном существует только дуальный гистерезис, имеющий только два положения.
К примеру, мы рассмотрим два варианта:
1. Температурный гистерезис – для логики темростатов
2. Гистерезис давления – реле включения / отключения насосов
Как известно у них имеется только два варианта: Вкл / Выкл.
Данное понятие можно разделить на две составляющее:
1. Обозначить этим термином само явление, что существует гистерезис. Например, что данная система обладает гистерезисом.
2. Обозначить значение гистерезиса. Например, сказать, что гистерезис равен 2 градусам.
Гистерезисом называется или величина, при котором сигнал меняется на противоположный сигнал. Или сам эффект при котором, действие переключения на противоположный сигнал осуществляется с некоторой задержкой по величине влияния. (Например, при достижение нормы температуры и превышение этой нормы сигнал изменится не сразу, а по достижению той самой величины гистерезиса).
График температурного гистерезиса
Пример для термостата
Термостат настроен на 25 градусов с гистерезисом 2 градуса.
Предположим что температура помещения 20 градусов. Когда температура достигнет 27 градусов термостат переходит в положение отключения. После этого температура помещения будет падать. Когда температура достигнет 23 градусов, то термостат переходит в положение включения. Цикл замыкается.
Пример для реле давления
Реле настроено на два порога: Порог включения 1,2 Bar, порог отключения 3 Bar
Гистерезис при этом будет равен 0,9 Bar. (3-1,2)/2=0,9
Когда давление составляет 1 Bar, реле замыкает контакт. Когда давление достигает 3 Bar, реле размыкает контакт. Когда давление достигает 1,2 Bar, реле вновь замыкает контакт. Цикл повторяется.
Вот собственно так и нужно понимать логику гистерезиса.
Если бы давление включение и отключения имели одно значение, то гистерезиса бы не было. То есть если порог включения равен порогу отключения, то в такой системе отсутствует гистерезис.
А поскольку комнатные термостаты обладают разными порогами включения и отключения, то такая система обладает гистерезисом. Гистерезис в свою очередь позволяет реже производить переключение между двумя положениями: Вкл / Выкл. Но чем больше гистерезис, тем выше скачкообразное изменение температуры.
Существуют другие графики гистерезисов. Например, магнитный гистерезис
Что такое гистерезис терморегулятора
Электрические приборы, которые преобразуют электрическую энергию в тепловую не могут работать без терморегулятора. Этот элемент позволяет автоматически регулировать период работы прибора с некоторым замедлением. Статья даст подробное описание, что такое гистерезис терморегулятора, даст определение этому эффекту, опишет принцип его действия.
Определение
Прежде чем разобраться как работает терморегулятор, необходимо знать, что это такое гистерезис. Гистерезисом является физическое свойства вещества, материала или системы реагировать на раздражитель, возбудитель, давление с некоторым отставанием по времени. Реакция может сопровождаться частичным или полным восстановлением исходного состояния. При этом способность сопротивления на внешнее воздействие, дальнейшее восстановление зависят от свойств материала. Гистерезис любого терморегулятора — что это такое? Гистерезис терморегулятора — это разница температур между включением и отключением прибора.
Терморегулятор
Термостат или терморегулятор, это устройства контроля температуры. Элемент оснащается специальной биметаллической пластиной, которая имеет свойство к расширению при нагревании. Расширение значительно снижает механическую упругость пластины, за счет чего она отщелкивается, размыкает контакт питания нагревательного прибора.
Гистерезис терморегулятора
Теперь можно соединить явление с его использованием в конкретном электрическом элементе. Гистерезис терморегулятора определяет разницу температуры включения и выключения нагревательного прибора. Работает регулятор следующим образом:
Таким образом прибор будет автоматически включаться или выключаться, реагируя на температуру контактной пластины, контролируя климат в помещении.
Гистерезис для различных приборов может составлять от 0.015 градусов до 5–10. Зависит от его назначения и требуемых параметров рабочей температуры. Данный параметр очень важен:
Гистерезис в нагревательном приборе позволяет не только поддерживает температуру, но и отвечает за общую безопасность. Периодическое выключение и наличие температурного предела нагрева может предотвратить возгорание, если нагревательное устройство повреждено или упало.
Принцип работы
Самым простым и распространенным примером терморегулятора является устройство контроля температуры утюга. Он состоит из биметаллической подвижной контактной пластины и неподвижного контакта. Регулятор подключен в цепь питания через одну жилу. Работает элемент следующим образом:
Иными словами, регулируется не температурный режим, а время реакции на повышение температуры за счет механического воздействия на контактную пластину.
Разновидности
Современные нагревательные приборы могут оснащаться регулируемым или фиксированным регулятором температуры. От данной характеристики зависит цикличность переключения элемента.
Приобретая нагревательный прибор важно знать о цикличности его работы. Это поможет настраивать и поддерживать необходимый режим.
Заключение
Гистерезис в терморегуляторе имеет полезное значение. Замедленная реакция на внешнее воздействие помогает в нужное время отреагировать на разницу температуры.
Видео по теме
Что такое гистерезис температуры газового котла отопления
Современные системы отопления требуют настройки множества параметров, и гистерезис является одним из важнейших из них. Это сказывается не только на тепловом комфорте дома, но и на расходах на отопление. Проверьте, к чему относится этот параметр и как его правильно настроить!
Что такое гистерезис температуры?
При выборе дизайна дома большинство людей обращают внимание не только на его архитектуру, но и на возможные затраты на его содержание. Несомненно, наиболее важным фактором в этом отношении является отопление, потому что в нашем климате отопительный сезон часто длится более полугода.
С помощью гистерезиса можно регулировать работу нагревательного устройства в соответствии с потребностями, т.е. предотвратить его слишком частое включение, что приводит к более высокому потреблению энергии, или слишком редкое включение, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на эффективности установки.
Что означает гистерезис котла центрального отопления?
При достижении температуры 55 o C котел автоматически перейдет в поддерживающий режим. Устройство запустится только тогда, когда фактическая температура упадет до 52 o C, то есть на 3 o C, потому что именно так определялся гистерезис.
Что означает гистерезис ГВС?
Таким же образом можно объяснить, что такое гистерезис ГВС, т.е. котла, который нагревает техническую воду. В этом случае устройство также включится только тогда, когда датчик покажет, что температура упала с заданного значения на определенное значение. Если гистерезис установлен на 5 o C, а заданная температура составляет 55 o C, насос ГВС будет запущен, когда фактическая температура воды упадет до 50 o C.
Однако стоит отметить, что эффективность гистерезиса ГВС зависит от расположения датчика температуры в котле. Вода остывает снизу, поэтому лучше, если датчик будет собирать данные с этой части устройства. Тогда проще решить, как установить гистерезис ГВС, потому что при определенном перепаде температуры в нижней части котла более теплая вода из его верхней части еще некоторое время будет поступать в краны.
Оптимальный гистерезис котла
Вы уже знаете, что такое гистерезис котла, теперь пора объяснить, каким должно быть его оптимальное значение. Начнем с того, что многие печи имеют заводское значение для этого параметра, и его нельзя изменить.
По возможности соблюдайте общие правила:
Частый запуск устройства с низким гистерезисом способствует его более быстрой работе, а также потреблению довольно большого количества энергии для самого запуска. В свою очередь, поддержание высокого гистерезиса вызывает большие колебания температуры, но с другой стороны, такой способ отопления дома считается более экономичным.
Оптимальный гистерезис пеллетной печи
Оптимальный гистерезис печи для эко-горошка
Гистерезис газового котла
Оптимальный гистерезис масляной печи
Диапазон гистерезиса котлов, работающих на жидком топливе, обычно высок, поскольку он может составлять от 1 для C 20 даже для C. В целом, более высокое значение параметра влияет на эффективное использование энергии, но при его настройке необходимо учитывать энергетические показатели здания.
Гистерезис комнатного регулятора
Также имеется гистерезис для комнатного контроллера. Однако в этом случае он обычно устанавливается на заводе и не может быть изменен. Причем обычно он существенно отличается от гистерезиса котла, так как составляет максимум 0,4 или 0,5 o C.
Какой гистерезис используется для теплого пола?
Полы с подогревом обладают высокой тепловой инерцией, а это означает, что пол медленно нагревается и медленно остывает, и поэтому точно контролировать температуру в комнате намного сложнее.
Итак, каков оптимальный гистерезис для теплого пола? Как правило, как можно ниже, ниже 1 ° C, потому что только тогда можно обеспечить относительно стабильную температуру в помещениях.
Что такое гистерезис температуры газового котла отопления
Время на чтение: 2 мин
Современные системы отопления требуют настройки множества параметров, и гистерезис является одним из важнейших из них. Это сказывается не только на тепловом комфорте дома, но и на расходах на отопление. Проверьте, к чему относится этот параметр и как его правильно настроить!
Что такое гистерезис температуры?
При выборе дизайна дома большинство людей обращают внимание не только на его архитектуру, но и на возможные затраты на его содержание. Несомненно, наиболее важным фактором в этом отношении является отопление, потому что в нашем климате отопительный сезон часто длится более полугода.
На эти затраты в значительной степени влияют объем здания и технология его строительства — определенно, выбрав энергоэффективный дом, вы можете ограничить потери тепла, что приведет к более низким счетам. Затраты на отопление дома также зависят от правильного выбора системы отопления, а затем и от ее правильной эксплуатации. Помогают в этом современные контроллеры, используемые для определения рабочих параметров котла отопления. Одним из таких параметров, влияющих на потребление энергии (но и тепловой комфорт), является гистерезис.
Функция регулировки гистерезиса позволяет вам определять температуру, при которой нагревательное устройство включается и выключается. Сам гистерезис — печи или ГВС — означает разницу между заданной температурой в установке и фактической температурой, при которой устройство будет активировано для достижения заданной температуры.
С помощью гистерезиса можно регулировать работу нагревательного устройства в соответствии с потребностями, т.е. предотвратить его слишком частое включение, что приводит к более высокому потреблению энергии, или слишком редкое включение, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на эффективности установки.
Что означает гистерезис котла центрального отопления?
По определению, описанному выше, гистерезис котла ЦО — это не что иное, как разница между заданной температурой и температурой возврата в режим работы устройства. Предположим, вы установили заданную температуру котла на 55 o C, а гистерезис на 3 o C.
При достижении температуры 55 o C котел автоматически перейдет в поддерживающий режим. Устройство запустится только тогда, когда фактическая температура упадет до 52 o C, то есть на 3 o C, потому что именно так определялся гистерезис.
Что означает гистерезис ГВС?
Таким же образом можно объяснить, что такое гистерезис ГВС, т.е. котла, который нагревает техническую воду. В этом случае устройство также включится только тогда, когда датчик покажет, что температура упала с заданного значения на определенное значение. Если гистерезис установлен на 5 o C, а заданная температура составляет 55 o C, насос ГВС будет запущен, когда фактическая температура воды упадет до 50 o C.
Однако стоит отметить, что эффективность гистерезиса ГВС зависит от расположения датчика температуры в котле. Вода остывает снизу, поэтому лучше, если датчик будет собирать данные с этой части устройства. Тогда проще решить, как установить гистерезис ГВС, потому что при определенном перепаде температуры в нижней части котла более теплая вода из его верхней части еще некоторое время будет поступать в краны.
В этом случае гистерезис может быть немного больше. В свою очередь, при настройке датчика указывается меньшее значение этого параметра — иначе вода будет слишком остывать и потребует гораздо более продолжительной работы прибора.
Погрешность (точность измерения) терморегулятора.
При преобразовании измеренной температуры в цифровое значение происходит отбрасывание знаков после запятой с понижением точности.
Точность более 0,1 очевидно что не нужна.
Часто в комнатных терморегуляторах выбрана точность 0,5.
Но точность 1 кажется слишком грубой.
Тем не менее встречаются терморегуляторы, у которых не отображаются вообще знаки после запятой.
Ещё заметил что у некоторых терморегуляторов точность значения температуры, участвующего в вычислениях, и точность отображаемого значения различаются.
Оптимальный гистерезис котла
Вы уже знаете, что такое гистерезис котла, теперь пора объяснить, каким должно быть его оптимальное значение. Начнем с того, что многие печи имеют заводское значение для этого параметра, и его нельзя изменить.
По возможности соблюдайте общие правила:
Частый запуск устройства с низким гистерезисом способствует его более быстрой работе, а также потреблению довольно большого количества энергии для самого запуска. В свою очередь, поддержание высокого гистерезиса вызывает большие колебания температуры, но с другой стороны, такой способ отопления дома считается более экономичным.
Скрытые параметры комнатных терморегуляторов.
Человек ощущает себя комфортно в довольно таки узком диапазоне температур. 22 градуса может казаться жарко, а 21 градус — прохладно. Но мало какие терморегуляторы могут обеспечить такую точность. Рассмотрим ключевые параметры имеющихся в продаже комнатных терморегуляторов.
Казалось бы, на терморегуляторе устанавливается значение температуры — о чем ещё можно говорить?
Но для того чтобы не возникал дребезг (бесконечное дергание в виде кратковременных включений/выключений) должен быть гистерезис.
Но есть еще несколько скрытых параметров.
Технические параметры терморегуляторов рассматривал в статье «Какие бывают терморегуляторы».
Здесь остановлюсь на неочевидных параметрах логики работы комнатных терморегуляторов, таких как:
Оптимальный гистерезис пеллетной печи
Пеллеты — это твердое топливо в виде прессованной стружки, которая довольно быстро воспламеняется, а затем так же быстро горит. Это следует учитывать при определении оптимального уровня гистерезиса пеллетного котла. Так какой гистерезис на котле будет лучшим? В этом случае он должен иметь довольно низкое значение — около 2-3 o C. Благодаря этому можно поддерживать нужную температуру и при этом экономить на расходах на отопление. Слишком большие колебания температуры заставят котел потреблять намного больше топлива, чтобы выровнять его до ожидаемого уровня.
Определение понятия
У слова «Гистерезис» греческие корни, оно переводится как запаздывающий или отстающий. Этот термин используется в разных сферах науки и техники. В общем смысле понятие гистерезис отличает различное поведение системы при противоположных воздействиях.
Это можно сказать и более простыми словами. Допустим есть какая-то система, на которую можно влиять в нескольких направлениях. Если при воздействии на неё в прямом направлении, после прекращения система не возвращается в исходное состояние, а устанавливается в промежуточном — тогда чтобы вернуть в исходное состояние нужно воздействовать уже в другом направлении с какой-то силой. В этом случае система обладает гистерезисом.
Иногда это явление используется в полезных целях, например, для создания элементов, которые срабатывают при определённых пороговых значениях воздействующих сил и для регуляторов. В других случаях гистерезис несёт пагубное влияние, рассмотрим это на практике.
Оптимальный гистерезис печи для эко-горошка
Эко-горошек — это топливо из каменного угля или лигнита, которое медленно воспламеняется, но сохраняет тепло в течение длительного времени. Гистерезис печь для угля, как правило, установлена на уровне приблизительно 2 из C, хотя эта величина зависит от многих дополнительных факторов, например. Настройки вентилятора и время остановки и поднос. Неправильная конфигурация может стать причиной, например, выключения печи. По этой причине лучше всего следовать инструкции производителя или спросить у специалиста оптимальную настройку котла.
Детали и налаживание
При указанных на схеме данных делителя напряжения, температуру можно устанавливать в пределах от 20 до 30 °С. Гистерезесис (разница между температурой включения и выключения нагревателя) от нуля до 5°С.
Тип реле К1 зависит от мощности нагревательного прибора. Реле должно быть с обмоткой на 12V. Транзистор КП501 достаточно мощный для практически любого реле.
Можно вместо реле использовать оптосимистор, подключив его светодиод вместо обмотки реле, но через соответствующий токоограничительный резистор.
Галактионов В. С. РК-01-2019.
Автоматизація та безпека котла
Що означає поняття автоматизація твердопаливного котла? В основному це підтримка постійної температури теплоносія в котлі. Температура змінюється шляхом збільшення або зменшення подачі повітря в топку. При природній тязі – це зміна положення заслінки в нижніх дверцят котла. Виставивши заслінку в одному положенні вручну, ми будемо мати однакове надходження повітря в топку. Однак при розгоряння палива, котел може нарощувати температуру близько до критичної. Як результат – швидке перегоряння однієї закладки палива, висока температура в будинку і також є небезпека закипання системи.
Автоматизація на природній тязі
Практично всі сучасні котли можна оснастити механічним регулятором тяги, який працює за принципом термостата і буде змінювати положення повітряної заслінки, підтримуючи задану температуру теплоносія. Для цього на котлі повинен бути спеціальний роз’єм з внутрішнім різьбленням. Для регулятора Regulus RT-3 розмір становить ¾.
Принцип роботи механічного регулятора тяги
При зменшенні температури нижче заданого значення, спрацьовує термостат, головка повертається, ланцюг на важелі натягується, піднімаючи заслінку. Коли температура підвищилася до заданого значення, головка повертається у зворотний бік і заслінка опускається, тим самим обмежуючи доступ повітря в топку. Таким чином котел працює в заданому діапазоні температур.
Регулятор Regulus RT-3 складається з занурюваної гільзи (термостата), пластикової головки на яку нанесені 2 шкали: для вертикального і горизонтального положення регулятора, важеля і ланцюжки.
Щоб встановити регулятор тяги, виконайте наступні дії:
Автоматизувавши котел за допомогою регулятора тяги, Ви отримаєте більш «плавну» роботу котла. Витрата палива можна зменшити до 15%. Ще слід зазначити енергонезалежність і невисоку ціну даного пристосування.
Автоматизація вентилятором
Практично всі моделі дорогих і економічних котлів укомплектовані вентилятором і контролером. Моделі бюджетні або базові (без додаткових опцій) продаються без автоматики. Можна експлуатувати котел в «базової» комплектації, а можна за додаткові гроші автоматизувати. Чи потрібно Вам це, читайте нижче.
Для повного спалювання палива необхідна певна кількість кисню. Якщо кисню недостатньо, паливо не перегорає повністю, відповідно отримуємо забруднення теплообмінника. Якщо палива завантажили більше, вологість дров висока, то повітря для згоряння необхідно більше. Також чим більше повітря, тим менше конденсату в котлі і димоході. Використання вентилятора, як джерела примусовою тягою дозволяє значно поліпшити горіння палива.
Оснащуючи котел вентилятором, отримуємо наступні переваги:
Вигода в тому, що використовуючи вентилятор, ми збільшуємо ККД котла. Але поставити вентилятор не означає, що котел автоматизований. Струм на вентилятор пропускає через себе регулятор температури (блок керування). Управління роботою вентилятора здійснюється через нього.
Розглянемо основні функції, які виконує регулятор температури:
У різних виробників функції регулятора температури можуть додаватися, наприклад функція регулювання роботи насоса контуру ГВП, механізм подачі палива і т. д.
Принцип дії
При досягненні заданої температури котла, регулятор температури вимикає вентилятор. При зниженні температури котла нижче встановленої на значення гістерезису котла, регулятор температури знову вмикає вентилятор.
Гістерезис температури котла – це значення, яке показує різницю між встановленою температурою котла і температурою котла, при охолодженні до якої регулятор температури знову включить вентилятор
Гістерезис температури включення насоса – це значення, яке показує різницю між встановленою температурою включення насоса центрального опалення і температурою котла, при охолодженні до якої, регулятор температури вимкне насос центрального опалення.
Значення гістерезиса зазвичай задається заводськими налаштуваннями виробника і так само 3-5 ° С.
Таким чином, поки котел не затух, температура теплоносія підтримується в межах заданого значення.
Використання вентилятора з регулятором температури дозволяє підтримувати постійну температуру в будинку і економити до 35% палива.
Чи обов’язкова установка групи безпеки на котел?
Група безпеки котла являє собою манометр, для відображення тиску в котлі, клапан, який відкривається і скидає назовні теплоносій при досягненні заданого тиску і клапан для видалення повітря. Встановлюється на виході з котла або на сам котел. Як правило, багато виробників розміщують на верхній частині котла роз’єм для групи безпеки.
При нагріванні води відбувається серйозне збільшення її об’єму і тиску. Навіть після повного перекриття подачі кисню в топку температура води в системі опалення може рости ще досить довгий час. Це обумовлено більшою теплоємністю дерева в порівнянні з газом. Так що при сильному перегріві, надлишки води у відкритій системі просто виллються через відвідну трубку розширювального бачка. Якщо ж застосовується закрита система, надлишковий тиск в трубах може привести до їх розриву.
Використання твердопаливних котлів в закритих системах зобов’язує встановлювати групу безпеки.